64位高性能微处理器中存储管理单元的研究与实现

发布时间：2020-08-09 03:56

【摘要】： 存储管理单元(MMU)是微处理器的重要部件之一。本文论述了一个兼容MIPS R4000指令集微处理器中存储管理单元的设计与实现。该设计基于地址转换旁路缓冲存储器(TLB)，采用页式地址管理方式。主要功能是虚拟地址到物理地址的转换和地址保护，能够完成32位和64位地址转换，并支持三种操作模式：用户模式、管理模式以及核心模式。 使用TLB是为了加快地址转换速度，在TLB中存储了许多组经常使用的虚实映射关系。进行虚实地址转换时，将输入虚地址和TLB中所有组的虚地址作比较，如果有一项的虚地址和输入相同，就把对应的实地址取出作为输出。虚实转换完成。如果在TLB中不存在匹配，就发出异常信号，操作系统会到主存中找到对应的虚实映射关系，将其写入TLB中，重新进行查找完成地址转换。事实上，由于采用页式管理，虚实地址页的大小一样，TLB中只需要存储页号，比较也只是页号比较。将得到的实页号和虚地址的页内偏移量组合起来，就能得到完整的实地址。 本文设计的存储管理单元采用全定制方法设计数据通道部分的电路和版图，有效地减小了延时、面积和功耗。在对性能要求较高的芯片设计中，全定制设计是必不可少的。
【学位授予单位】：同济大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TP332
【图文】：

TLB与Caehel作示意图

CMOS门锁效应的成因

下图4.巧是仿真得到的波形图。图中显示了两个连续的时钟周期的情况，输入分别从高电平跳到低电平和从低电平跳到高电平。从波形图上可以看出，输出结果能够在下个时钟周期到达之前到达。仿真结果如表4.3所示，1皮秒二10一3纳秒:

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本文编号：2786572