一种基于Open Vera实现的L2 cache验证平台

随着设计复杂度的不断增加和设计规模的不断增大,传统的验证工具已难以适应当前功能验证的要求.Vera为验证增添了强大的语言能力.使用Vera建立验证平台,它独有的特性能够隐藏设计中的复杂性,从而使testbench的编写更见简洁.通过使用动态的激励驱动,实现了实际工作中的状态和全部极端的条件,从而发现设计中存在的瑕疵.使用Open Vera验证语言构建了"龙腾R2"L2cache验证平台,成功完成了"龙腾R2"的验证工作.     

单片集成TFT-LCD手机驱动芯片内置稳压器的设计

研究并设计了一种用于单片集成TFT-LCD手机驱动芯片的稳压器电路,该电路产生恒定的直流电压(1.8 V)给芯片内的逻辑控制电路和GRAM提供工作电源.在详细分析带隙基准电路和LDO电路的基础上,提出了一种负载调整率低、稳定性能好、温度系数小以及低功耗的稳压器电路解决方案.通过对采用0.18靘 CMOS中压工艺设计的电路进行Hspice仿真表明,负载调整率为1.1％,负载电流突变时的稳定时间小于5靤,温度系数6.5 ppm/℃,静态功耗小于0.04 mW,均满足设计要求.     

龙腾Stream流处理器验证

芯片设计复杂度的提高迫切地需要先进的方法学以应对巨大的验证工作量。通过开发基于System Verilog的覆盖率驱动的自动化验证平台,对龙腾Stream流处理器的指令集进行了功能验证。实验结果表明,该验证平台提高了验证效率和功能覆盖率,具有良好的重用性和可移植性。搭建FPGA原型验证系统对流处理器的功能和系统性能进行了评测,并提出了优化流处理器加速性能的方法。     

BIOS的设计与实现

文章详细阐述了BIOS的基本组成框架,提出了一个适合于检测工控机硬件的BIOS上电自检流程,并就设计中的几个关键性问题:正确性,兼容性和可移植性,以及压缩算法等进行了分析,最后整个BIOS在西北工业大学航空微电子中心自主研发的龙腾S1系统(PC104兼容)平台上进行了严格的验证.     

基于SIMD技术的图像卷积处理器体系结构研究

SIMD处理机特别适合于要求大量高速向量或矩阵计算的场合,数据缓存系统和对准网络是它的关键部件。而图像卷积是图像处理技术中最基本也是最重要的一项技术,文章根据数字图像的卷积定理对数字图像的卷积运算进行了分析,在此基础上提出了一种基于SIMD处理机的可变卷积模板的图像卷积处理器的体系结构。该处理器内部包含有接口部件、控制部件、数据缓存系统、对准电路和执行部件等。它的极高效率的数据缓存系统和对准电路成为该处理器最有特色的部分,它从根本上解决了图像卷积中的数据复用带来的CPU重复访问主存储器的问题。实现了3×3、5×5、7×7、9×9、11×11、13×13和15×15卷积模板的图像卷积运算的变换而无需另行更改硬件电路的特点。最后,对这个图像卷积处理器体系结构的性能进行了缜密的分析。     

32位双发射双流水线结构RISC微处理器设计

"龙腾R2"是西北工业大学自主研制的32位嵌入式RISC微处理器,与IBM公司的Power-PC750处理器pin-to-pin兼容。综合考虑面积、功耗、实时响应以及性能要求等因素,文章提出了一种应用于嵌入式处理器微架构设计的双发射双流水线结构。该结构的核心思想是在指令流水线前端处理阶段动态检测相邻指令的先后依赖关系,预先完成双发射判断。文中首先介绍了"龙腾R2"的微体系架构,然后重点讨论了基于双发射双流水结构的指令调度策略、相邻指令耦合关系、双发射下的相关处理以及精确异常考虑等。采用M ibench基准程序完成了性能评测,综合分析结果显示,该结构对算术计算类程序流加速明显,并且电路结构清晰,易于设计验证,同时发现优化存储系统结构是提升该处理器性能的关键。文章最后对"龙腾R2"的可测试性设计以及硅物理设计等关键技术进行了论述。"龙腾R2"已流片成功,整个处理器采用SMIC 180nm CMOS工艺,芯片面积5.9 mm×6.7 mm,核心频率266 MHz,CBGA360封装。     

众核处理器Cache一致性研究综述

以瓦片结构众核处理器一致性协议的设计为主线,综述了国内外近年来关于众核处理器cache一致性的相关研究;介绍了不同NUCA结构对一致性协议的影响;分析和对比了几种传统目录一致性协议的特性及其存在的问题;归纳了最新几个面向众核结构一致性协议的设计思想和特性。最后为设计具备应用程序适应性和可扩展性的cache一致性协议指出了几个关键的设计方向。     

片上双系统总线设计及其应用

本文设计了基于AMBA总线结构的双系统总线结构，其最大特点是APB系统能够独立于高速数据传输的AHB系统。实现对AHB系统的控制和对APB低速外设的操作，大大提高了系统的性能和灵活性。文中详细介绍了此设计的实现。并给出了双系统总线结构在苏州国芯科技的C*SOC-A项目的应用实例。     

乘累加运算器的高性能解决方案

在设计数字信号处理器时我们经常要设计高性能的乘累加运算器，文章详细分析了乘累加运算器的结构，提出了其高性能设计方案并采用标准单元进行了实现，同时提出了DCT运算单元的高性能解决方案。     

程序行为分析指导TLB低功耗设计

TLB(Translation Look-Asidc Buffer,变换旁视缓冲器)是存储管理单元中完成访存地址转换的核心。但研究发现TLB工作时可以消耗微处理器芯片约17%的功耗。因此,TLB低功耗设计已经引起研究者的重视。通过对经典基准测试集程序访存行为的详细分析和仿真可知,在页面非连续访问时,页面间隔统计参数能够很好地指导TLB的低功耗设计。从这一角度出发,提出了低功耗的TLB设计方法。实验结果显示,改进后的TLB片上功耗明显降低。