動(dòng)態(tài)可配置分離Cache的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)與微處理器體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，處理器的性能不斷提高。發(fā)展相對(duì)滯后的存儲(chǔ)器使CPlJ和主存之間的速度差日益加大。Cache作為提高存儲(chǔ)子系統(tǒng)性能的一種有效途徑，使其成為當(dāng)前處理器體系結(jié)構(gòu)的研究熱點(diǎn)之一。在嵌入式處理器片上Cache的設(shè)計(jì)中，必須采用合理的設(shè)計(jì)思想，以較小的硬件代價(jià)來構(gòu)建高效的存儲(chǔ)層次結(jié)構(gòu)。 本文結(jié)合西北工業(yè)大學(xué)航空微電子中心所承擔(dān)的項(xiàng)目龍騰S2片上系統(tǒng)的開發(fā)，在成功地設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了龍騰C2處理器片上混合Ca

2、che的基礎(chǔ)上，對(duì)動(dòng)態(tài)可配置分離Cache進(jìn)行了研究與設(shè)計(jì)。論文的主要工作如下： 1．介紹了龍騰S2片上系統(tǒng)，分析了龍騰C2處理器的體系結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上得出了龍騰C2 Cache的設(shè)計(jì)要求。 2．分析了龍騰C2 Cache的體系結(jié)構(gòu)、功能要求及時(shí)序與控制問題。詳細(xì)論述了龍騰C2 Cache的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化。最后介紹了龍騰C2 Cache在芯片中的物理布局。 3．在龍騰C2 Cache的基礎(chǔ)上，對(duì)動(dòng)態(tài)可配置分離Cac

3、he的配置原則、配置參數(shù)、配置算法和組織參數(shù)等相關(guān)問題進(jìn)行了分析和研究。設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)可配置分離Cache。 4．在龍騰S2驗(yàn)證平臺(tái)上，對(duì)動(dòng)態(tài)可配置分離Cache進(jìn)行了建模、仿真與性能參數(shù)提取。并在龍騰S2的綜合環(huán)境與約束條件下，對(duì)動(dòng)態(tài)可配置分離Cache的命中時(shí)間進(jìn)行了評(píng)估和優(yōu)化。仿真與評(píng)估結(jié)果表明，與龍騰C2 Cache相比，該動(dòng)態(tài)可配置分離Cache的命中時(shí)間沒有增加且命中率高于龍騰C2Cache，提高了龍騰C2處理器的性