X微处理器多媒体加法部件设计与验证

发布时间：2020-12-03 04:29

　　在高性能通用微处理器中,多媒体部件是一个必不可少的功能算术单元。它极大地提高了微处理器在多媒体数据方面的处理速度和效率,增强了微处理器的通用性,满足了人们的需求。本论文基于近年来人们在加法算法及理论上的研究成果,在深入研究多媒体部件的总体结构、流水线及指令集基础之上,设计实现了一款高性能的多媒体加法部件,采用相关验证方法,完成了多层次的模拟和验证。投片验证表明:该多媒体加法部件能在300MHz工作频率下正确、稳定运行,现已成功应用在X微处理器中。本课题的主要工作和成果包括:1、深入研究了加法器相关算法和多媒体部件的体系结构。从进位链的角度对各种加法器的结构和性能进行了分析比较,对多媒体加法部件的总体结构、输入输出等部分进行了深入分析。2、完成了一种高性能的多媒体加法部件的全定制设计。多媒体加法部件中的核心是多媒体加法器,文中重点研究了多媒体加法器主要电路模块的设计与优化技术,包括半加和电路、进位链及数据类型判断电路、全加和电路、溢出判断电路和时钟树电路。其中,数据类型判断电路为多媒体加法器独有的电路单元,文中提出了一种位数扩展的方法加以实现。3、在分析各种验证方法的基础上,提出了相关验... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.34位进位选择模块一一拓扑结构

考虑一个16位线性进位选择加法器的情形。为了简化讨论，假设全加器和多路开关单元具有相同的传播延时，并都等于一个归一化的值l。在最坏情况‘卜相对于输入时间，信号到达电路不同节点的时间标注在图2.4(a)上。这一分析显示加法器的关键路径逐级通过后续各级开关电路。继续考虑最后一级加法器的多路开关。这个多路开关的输入是这一模块的两个进位链以及来自前一级模块的多路开关信号。可以观察到这些信号的到达时间有明显的差别。进位链的结果在多路开关信号到达之前很久就己稳定下来。因此使这两条路径的延时相等是有意义的。这可以通过在该加法器中逐渐增加后续各级的位数来实现，因此后续各级需要有更多的时间来产生进位信号。例如，第一级可以用两位，第二级是三位，第三级是四位，等等。如图2.4(b)所示，图中标出的到达时间表明这一加法器的拓扑虽然增加了额外一级，但还是比线性结构快。第7页

执行速度的快慢最终决定于进位链。因位加法器的进位链部分。和(2.3)可知，G、P、s和C的关系。对于一个NN一I)位的进位输出为:C=砚十月.C_，二以十月.(以_，+月_，.(以_:+君_:.(…+君.民)))二以+刀.以_，十君，月_，〔叹_，十君_:.(…+君.玩))(2.10)二叹，_，+君，一，，C一2，气_，=q+月.q_，，几_，=君。君_，。这样，进位传播果将C:进一步分解，则可将整个进位传播信号别表示一组位(从第i位至第j位)的进位产生和进进位产生和块进位传播信号。如果该组产生一个无关。如果、一个输入进位传播通过整个这一组，面讨论过的进位旁路。注意，新的进位表达式的生和进位传播信号由块进位产生和块进位传播信


本文编号：2895994