基于32位CPU中Load Aligner模塊數(shù)據(jù)通道的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
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以上是Load Aligner模塊數(shù)據(jù)通道部分的設(shè)計(jì)。它還需要有控制模塊來(lái)產(chǎn)生上述控制信號(hào)，此外由于任何一個(gè)控制信號(hào)都要驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)通道子模塊中的32個(gè)cell，所以還要有一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊來(lái)使控制信號(hào)有足夠的驅(qū)動(dòng)能力。由以上分析，整個(gè)Load Aligner模塊的框圖如圖2所示。其中，控制模塊采用自動(dòng)布局布線生成，而驅(qū)動(dòng)模塊和數(shù)據(jù)通道模塊均采用全定制設(shè)計(jì)。本文引用地址：http://2s4d.com/article/149270.htm
功能驗(yàn)證
對(duì)此模塊的RTL代碼和所設(shè)計(jì)的電路分別進(jìn)行了功能驗(yàn)證。設(shè)從DCACHE取出的32位數(shù)據(jù)用十六進(jìn)制表示為AABBCCDD，對(duì)表3中的所有指令進(jìn)行測(cè)試。圖3所示的波形圖就是依次測(cè)試指令LW、LH00、LHU00、LH10、LHU10、LB00、LBU00、LB01、LBU01、LB10等的結(jié)果?？梢钥闯觯Y(jié)果與表3完全吻合。說(shuō)明所設(shè)計(jì)的電路滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)，可以實(shí)現(xiàn)所要求的所有指令。
電路仿真
根據(jù)圖1可以看出，從符號(hào)選擇信號(hào)Sandz4:0>到輸出的路徑為最長(zhǎng)路徑，我們選取這條路徑進(jìn)行仿真，并考慮在0.18μm時(shí)線電阻電容對(duì)時(shí)延的影響，用Hspice確定了所需器件的尺寸。仿真結(jié)果如圖4所示。上升時(shí)時(shí)延為0.52ns，下降時(shí)時(shí)延為0.47ns，均滿足小于0.7ns 的要求。
結(jié)論
在CPU中，Load Aligner模塊是DCACHE和數(shù)據(jù)通道之間的接口。從DCACHE中取出的數(shù)據(jù)只有通過(guò)Load Aligner模塊重新排序，才能進(jìn)入CPU的數(shù)據(jù)通道。在設(shè)計(jì)中應(yīng)用了自上而下的設(shè)計(jì)方法，所設(shè)計(jì)的電路實(shí)現(xiàn)了所有的指令，在時(shí)延上也達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。
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評(píng)論