1、软件工程专业毕业论文 精品论文 X 处理器中高速寄存器文件全定制设计与实现关键词：电路设计 寄存器 访问速度 微处理器摘要：“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款
2、 3 读 2 写端口，128 字72 位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由598793m2 缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时；
3、 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约 1020的传输速度。正文内容“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有
4、重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72 位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由598793m2 缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多
5、线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约 1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其
6、进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较
7、，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目
8、前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高
9、速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄
10、存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m
11、2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速
12、度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700p
13、s 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器
14、访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准
15、单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与
16、传输管有关的电路约1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟
17、结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升；
18、 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2
19、写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种
20、改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工
21、程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4
22、线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约1020的传输速度。“存储墙”问题是近年来制约微处理器访问速度提升的一个重要因素，而位于数据通路关键路径上的寄存器文件的访问速度首当其冲。X 处理器是一款 64 位多核多线程高性能微处理器，其整数寄存器文件的频率较高，规模较大，端口较多，是项目中的一个重点和难点。鉴于目前基于标准单元半定制设计的寄存器文件速度难以满足设计要求，因此有必要对其进行全定制设计。高速寄存
23、器文件的全定制设计和实现对于自主研发 CPU 具有重要的理论研究意义和工程实用价值。 本文在 0.13mCMOS 工艺下实现了一款 3 读 2 写端口，128 字72位，支持多线程的整数寄存器文件。典型情况下版图模拟结果表明：读出延时小于 700ps，写入延时小于 570ps。与基于标准单元的半定制综合结果相比，最大访问时间由 1.05ns 下降到 700ps 以内，优化了约 33；面积由 598793m2缩小到 455600m2 以内，优化了约 24，两者均达到了设计目标。 本文设计时主要从追求高速度的角度出发，并注意综合考虑可靠性和面积等因素。结合理论分析和模拟比较，针对影响寄存器文件速度
24、的主要因素进行了优化： 1)结合该寄存器文件支持多线程的特点，采用 4 线程并行读出后判断选择的策略，有效的减小了关键路径的延时； 2)设计一种改进型的动态多米诺译码器，比传统的多米诺或门译码器有约 12的速度提升； 3)在读出选择电路、译码器等多个关键的电路采用了电荷补偿技术，提高了与传输管有关的电路约1020的传输速度。特别提醒 ：正文内容由 PDF 文件转码生成，如您电脑未有相应转换码，则无法显示正文内容，请您下载相应软件，下载地址为 http:/ 。如还不能显示，可以联系我 q q 1627550258 ，提供原格式文档。“垐垯櫃 换烫梯葺铑?endstreamendobj2x 滌?U
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