当前位置:主页 > 科技论文 > 计算机论文 >

可配置EDGE处理器执行单元的分析与设计

发布时间:2018-02-24 07:14

  本文关键词: 可配置 EDGE处理器 体系结构 执行单元 出处:《哈尔滨工业大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着人们对处理器各方面的要求越来越高,传统的超标量处理器因发展受阻而难以为继,分片式处理器结构应运而生,具有块原子性、显式通信等特点的EDGE(Explicit Data Graph Execution)指令集体系结构因为适应分片式处理器而得到广泛应用,采用EDGE指令集体系结构、具有可配置功能的的处理器被称为可配置EDGE处理器,其中,可配置功能是指EDGE处理器能够根据程序或线程的不同而采用不同的物理核数构成逻辑核对其进行处理,所以可配置EDGE处理器具有更高的灵活性、适应性,从而也成为国内外研究热点;由于执行单元是处理器中举足轻重的一环,本文主要针对可配置EDGE处理器的执行单元进行了详细的研究与设计。 经典标量、超标量处理器的执行单元通常只包含简单的算术逻辑单元、保留站等结构;EDGE处理器的执行单元除了包含算术逻辑单元外,还包含支持块原子性特点的指令缓冲、状态缓冲、操作数缓冲等结构,以及支持显示通信特点的相应功能结构;可配置EDGE处理器的执行单元除了包含一个特有的支持可配置功能的可配置机制外,它的指令缓冲、状态缓冲、操作数缓冲、算术逻辑单元等结构在数目上与EDGE处理器的执行单元也有区别。 可配置EDGE处理器执行单元的可配置机制调整出执行当前程序最合理的物理核数,指令缓冲、状态缓冲、操作数缓冲均包含128个缓冲槽,刚好容纳一个指令块译码后的相应信息,inst_select(指令选择)结构选择出指令块中能够执行的优先级最高的一条指令,这条指令被称为definite指令,,inst_read(指令读取)结构从definite指令、两条bypass(旁路)指令中选择出能够执行的优先级的最高一条指令,算数逻辑单元计算出最终选出的一条指令的结果。 对设计的可配置EDGE处理器执行单元的具体结构进行了verilog实现、modelsim功能仿真和design compiler综合后,结果表明,所设计的可配置EDGE处理器执行单的具体结构功能正确,能够针对目前资源利用率的情况调整执行程序的物理核数,能够执行一个指令块中优先级最高的一条指令,能够硬件实现,采用smic18工艺库时,能够在235Mhz的频率下工作。
[Abstract]:With the increasing demands on the processors, the traditional superscalar processors are difficult to continue because of the development of the traditional superscalar processors, and the chip processor architecture emerges as the times require, and it has block atomicity. The EDGE(Explicit Data Graph execution) instruction set architecture with the characteristics of explicit communication is widely used because it adapts to the chip processor. The processor with configurable function is called the configurable EDGE processor, which adopts the EDGE instruction set architecture. Configurable function means that the EDGE processor can be processed by using different physical kernel numbers according to the program or thread, so the configurable EDGE processor has higher flexibility and adaptability. Therefore, it has also become a research hotspot at home and abroad. As the execution unit is an important part of the processor, this paper mainly focuses on the detailed research and design of the execution unit of the configurable EDGE processor. The execution unit of a classical scalar processor usually contains only simple arithmetic logic units. In addition to arithmetic logic units, the execution units of edge processors with reserving stations also contain instruction buffers that support the atomicity of blocks. The execution unit of the configurable EDGE processor, in addition to a configurable mechanism supporting configurable functions, provides instruction buffering. The number of state buffers, operands buffers and arithmetic and logic units are different from those of EDGE processors. The configurable mechanism of the configurable EDGE processor execution unit adjusts the most reasonable number of physical cores, instruction buffers, state buffers and operands buffers for executing the current program, all of which contain 128 buffers. The instruction selection structure selects the highest priority instruction that can be executed in the instruction block. This instruction is called the definite instruction. In two Bypass-by-pass instructions, the highest priority instruction can be executed, and the arithmetic logic unit calculates the result of the final selected instruction. The concrete structure of the configurable EDGE processor execution unit is simulated by verilog and synthesized with design compiler. The results show that the concrete structure function of the configurable EDGE processor execution unit is correct. It can adjust the number of physical kernel of executing program according to the current resource utilization, can execute one instruction with the highest priority in an instruction block, can be realized by hardware, and can work at the frequency of 235MHz when using smic18 process library.
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP332

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 ;西门子选择ADI和TTPCom开发新一代EDGE[J];通信世界;2004年23期

2 付琦;泰克为EDGE提供基站测试功能[J];邮电设计技术;2004年08期

3 叶菊青;上海贝尔阿尔卡特助您轻松晋级EDGE[J];移动通信;2004年09期

4 李志刚;Solid Edge软件学习之我见[J];CAD/CAM与制造业信息化;2005年04期

5 ;戴尔推出全新四路PowerEdge服务器及管理软件[J];CAD/CAM与制造业信息化;2005年05期

6 ;Dell新服务器PowerEdge 4200[J];中国青年科技;1997年07期

7 王;PowerEdge2300配置灵活,功能强大[J];中国计算机用户;1998年19期

8 ;国际新闻[J];通信世界;2002年30期

9 ;诺基亚在泰国和菲律宾分别完成当地首次EDGE测试呼叫[J];无线电工程;2003年06期

10 苏珊;支持EDGE网络的Intel手机处理器[J];电子设计应用;2003年11期

相关会议论文 前10条

1 Michael A.Foley;;Creating Powerful Systematic Methods,Tools and Datasets for Understanding Human Biology and Disease and Applying Them to Leading-Edge Medical Challenges[A];2011年全国药物化学学术会议——药物的源头创新论文摘要集[C];2011年

2 迟瑛;;基于GSM的第三代移动通信过渡技术——EDGE[A];第十八届中国(天津)’2004IT、网络、信息技术、电子、仪器仪表创新学术会议论文集[C];2004年

3 ;Edge Preserving Smoothing for Oblique Images[A];中国科学院地质与地球物理研究所二○○三学术论文汇编·第三卷(地球环境·工程地质与灾害)[C];2003年

4 彭林;张小强;刘德峰;谢伦国;田祖伟;;一种挖掘多核处理器存储级并行的算法[A];第15届全国信息存储技术学术会议论文集[C];2008年

5 陈虎;欧彦麟;陈海波;;面向多核处理器平台的并行Hash JOIN算法设计与实现[A];NDBC2010第27届中国数据库学术会议论文集(B辑)[C];2010年

6 黄立伟;;湖南移动EDGE网络建设的思考[A];2004’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2004年

7 苟鹏飞;王诗博;杨兵;喻明艳;;改进的基于O-GEHL预测技术的EDGE块预测器[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(B辑)[C];2011年

8 周纪涛;郝鹏飞;;基站动环监控EDGE无线组网方案[A];通信电源新技术论坛——2008通信电源学术研讨会论文集[C];2008年

9 陈虎;罗伟良;干芸芸;;Multi_MINT:一个基于MINT的多核处理器模拟器[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(B辑)[C];2011年

10 何军;王飙;;通用多核处理器发展现状和趋势研究[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年

相关重要报纸文章 前10条

1 潘志文 尤肖虎;EDGE:在GSM上起飞[N];通信产业报;2003年

2 广汉;为什么选择EDGE?[N];通信产业报;2004年

3 陈和利;EDGE能为我们带来什么?[N];科技日报;2004年

4 ;EDGE:走上前台加快商用[N];人民邮电;2004年

5 ;对EDGE发展前景的探讨[N];人民邮电;2004年

6 ;诺基亚将出15款EDGE手机[N];计算机世界;2004年

7 ;破局EDGE的中国商用[N];中国高新技术产业导报;2004年

8 艾力;爱立信EDGE解决方案简便经济[N];中国计算机报;2004年

9 佘其炯;向第三代过渡的2.5G[N];网络世界;2001年

10 实习记者 左高;TD数据卡:向TD—HSDPA/EDGE双模发展[N];中国电子报;2008年

相关博士学位论文 前10条

1 徐光;分片式流处理器体系结构[D];中国科学技术大学;2010年

2 孙涛;面向动态异构众核处理器的任务调度研究[D];中国科学技术大学;2013年

3 刘德峰;面向存储级并行的多核处理器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

4 李静梅;多核处理器的设计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 朱海涛;面向高密度计算的多核处理器结构研究[D];中国科学技术大学;2011年

6 刘谷;可重构众核流处理器上的编译与程序优化技术[D];中国科学技术大学;2013年

7 陈虎;面向应用的指令集处理器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年

8 黄立波;片上集群体系结构关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年

9 张惠臻;可重构指令集处理器设计中的软件重定向关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年

10 许牧;可重构众核流处理器体系结构关键技术研究[D];中国科学技术大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 罗江华;可配置EDGE处理器执行单元的分析与设计[D];哈尔滨工业大学;2013年

2 钟松延;可配置可扩展处理器编译器设计[D];天津大学;2012年

3 郭友媛;云南移动EDGE无线网规划方案研究[D];电子科技大学;2011年

4 董淑芬;EDGE终端射频测试系统关键算法的设计与实现[D];武汉理工大学;2012年

5 凌威;EDGE网络优化技术及其应用研究[D];南京邮电大学;2012年

6 云方;内蒙古移动EDGE网络优化及案例分析[D];北京邮电大学;2011年

7 宋德光;EDGE网络优化研究[D];吉林大学;2011年

8 赵丽丽;基于TTA内核的流处理器设计的研究[D];上海交通大学;2010年

9 董珍;异构多核处理器的任务调度分配问题及算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

10 徐波;EDGE协议验证系统物理层接口与控制子系统的设计与实现[D];北京邮电大学;2010年



本文编号:1529340

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/1529340.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a2e8f***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com