协处理器设计技术的研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文协处理器设计技术的研究姓名：唐世庆申请学位级别：硕士专业：检测技术与自动化装置指导教师：高明伦2003.4.10摘要1协处理器设计技术的研究摘要6b处理器作为高速度和高精度的关键运算部件，其性能直接影响系统的浮点运算能力护本文的重点是协处理器算法、数据通道、r嚷及其模块的设计与研究。本文的研究成果己成功应用在与M80C287容的军用协处理器设计上本论文在综合考虑芯片的性能、时序、面积、功耗和工艺等约束条件下，从结构、算法、数据通道以及电路的具体实现等方面入手对协处理器优化设计。一方面浮点处理部件设计重点在于速度的优化，所以采用优化的高速算法，如浮点加法的

2、Two-path、浮点乘法的BOOTH编码、浮点除法和平方根的SRT算法以及超越函数的CORD工C算法等。而另一方面控制单元的设计重点在于面积优化，故多采用PLA设计风格。最后建立测试模型，在测试平台上进行指令系统的仿真与验证。笔者研究协处理器的设计技术，在浮点加法器中提出动态与静态结合设计进位链的方案以及前导零预测面积与速度的折衷方法;在微程序控制器的设计中提出一种协处理器微程序控制器的设计方法，并且给出其功能验证的测试平台。关键词:协处理器夕数据通道少程序控制器)}ME二颐萝产~-AbstractResearchonTechnologyofCoprocessorDesign

3、AbstractCoprocessorisacrucialpartofhigh-speedandhigh-precision,whoseperformancedirectlyaffectsthecapabilitiesofsystemfloating-pointexecution.Thepaperputsemphasisonresearchanddesignofcoprocessoralgorithm,datapath,controlpathandmodules.Theresultsofresearchhavebeensuccessfullyappliedtothedesign

4、ofmilitarycoprocessorthatiscompatiblewithM80C287.Undertheconstraintssuchasperformance,timing,area,power,processandsoondesignofcoprocessorisoptimizedconsideringarchitecture,algorithm,datapath,andimplementationofcircuits.OntheonehanditisimportantforthedesignofFloating-pointProcessorUnittooptim

5、izespeedwhilealgorithmsofhigh-speedareintroduced.Forexamples,Two-pathofhigh-speedfloating-pointaddition,Boothcodingoffloating-pointmultiplication,SRToffloating-pointdivisionandsquareroot,CORDICoftranscendentalfunctionandsoon.OntheotherhandthestyleofPLAisusedforoptimizationofareaintheControlU

6、nitFinally,thesystemfunctionsofinstructionsaresimulatedandverifiedunderthetestplatformafterthetestmodelhasbeenestablished.Theauthorisabsorbedinresearchontechnologyofcoprocessordesign.Inthefloating-pointadditionthepaperproposesacarrychainofdynamicandstaticmixedcircuitsandagoodbalancebetweensp

7、eedandareaofpredictingleading一zerologiccircuits,consideringalgorithmandconstructionoflogiccircuits.AnapproachofMicroprogramControllerdesignforcoprocessorisputforwardandatestbenchisgiventoverifyitsfunction.Keywords:Coprocessor,Datapath,Algorithm,Mic