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1、分类号I 殴兰2 U DC 工程硕士学位论文 学号 Q S Q 2 Q 鱼2 Q l 密级公珏 高性能中断逻辑部件的优化设计与物理实现 硕士生姓名张文耀 工程领域软件工程 研究方向超大规模集成电路设计 指导教师李少青研究员 国防科学技术大学研究生院 二。一。年三月 O p t i m i z e dD e s i g na n dP h y s i c a l I m p l e m e n t a t i o no ft h eH i g h P e r f o r m a n c e T r a pL o g i cU n i t C a n d i d a t e ：Z h a n gW
2、 e n y a o A d v i s o r ：P r o f L iS h a o q i n g At h e s i s S u b m i t t e di np a r t i a lf u l f i l l m e n to f t h er e q u i r e m e n t s f o rt h ed e g r e eo fM a s t e ro fE n g i n e e r i n g i nS o f t w a r eE n g i n e e r i n g 一 一 G r a d u a t eS c h o o lo fN a t i o n a
3、lU n i v e r s i t yo fD e f e n s eT e c h n o l o g y C h a n g s h a ，H u n a n ，P R C h i n a M a r c h 。2 0 l0 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已 经发表和撰写过的研究成果，也不包含为获得国防科学技术大学或其它教育机构的学 位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文题目： 直性能虫断墨垒部
4、佳数盆焦遮进生堑堡塞趣 学位论文作者签名：鲥L 叁L 日期：九扣年；月，J 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定本人授权国 防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档，允 许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文 ( 保密学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者始勉鑫瘁z 作者指导教师签名：盎垒：亟 日期：2 , 1 0 年z 月ff 日 日期：己o ，o 年月f 日 国防科学技术大学研究生院工程硕十学位论文 目录 摘要i A
5、B S T R A C T i i 第一章绪论1 1 1 课题研究背景1 1 2 课题主要研究内容。2 1 3 论文组织：3 第二章X 处理器T L U 部件设计概述5 2 1 中断概述5 2 1 1 中断系统基本功能5 2 1 2 多核多线程中断处理面临的问题7 2 2X 处理器的中断处理机制9 2 2 1X 处理器的流水线与中断9 2 2 2X 处理器的中断处理步骤l O 2 2 3 中断控制相关的寄存器一1 1 2 3X 处理器的T L U 部件数据通路1 2 2 3 1T L U 部件数据通路1 2 2 3 2 中断请求模块1 2 2 3 3 中断处理模块1 4 2 3 4 重定向模块
6、l5 2 4 本章小结。1 5 第三章T L U 部件的设计优化与综合优化1 6 3 1 时序优化目标1 6 3 2 代码级硬件实现优化l8 3 2 1 资源共享1 8 3 2 2 剔除比较判断语句的冗余位1 9 3 2 3 合理的模块划分1 9 3 2 4 晚到信号优化2 0 3 2 5 资源复制2 1 3 3 综合优化2 3 3 3 1 逻辑综合2 3 3 3 2 综合结果2 6 第1 页 国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文 3 3 3 综合后单元替换优化2 7 3 4 本章小结2 8 第四章标准单元定制设计优化2 9 4 1 标准单元库的设计方法学2 9 4 1 1 标准单元法概述
7、。2 9 4 1 2 标准单元库的组成3 0 4 1 3 库单元设计流程3l 4 1 4 设计标准单元库用到的E D AI 具3 3 4 2 标准单元的定制设计3 4 4 2 1 需要定制设计的标准单元3 4 4 2 2 定制标准单元的电路设计。3 6 4 2 3 标准单元的版图实现4 0 4 3 定制单元l i b 和l e f 文件的提取4 3 4 3 1 定制单元l i b 文件的生成4 3 4 3 2 定制单元l e f 文件的生成4 4 4 4 综合结果4 5 4 5 本章小结4 6 第五章超深亚微米下物理实现4 8 5 1T L U 部件的物理设计实现4 8 5 1 1 物理设计的
8、主要流程4 8 5 1 2T L U 的布局布线实现4 9 5 2 超深亚微米下的信号完整性分析5 2 5 2 1 串扰效应。5 3 5 3 本章小结5 5 第六章结束语5 6 6 、全艾I 怍总结5 6 6 2 未来工作展望5 6 致谢5 8 参考文献5 9 作者在学期间取得的学术成果6 2 第1 I 页 国防科学技术大学研究生院T 程硕士学位论文 表目录 表1 1 全定制设计与半定制设计的比较2 表2 1与中断控制相关的寄存器1 1 表3 1F 0 4 模拟结果1 7 表3 2T L U 模块综合结果。2 7 表4 1设计标准单元需要用到的E D A 工具3 3 表4 2 需要增加的标准单
9、元列表：3 6 表4 3两种不同B 值的跳变及延时情况。3 7 表4 4M X T 4X 6 MA 1 2 T L 单元的模拟情况3 8 表4 5M X T 4X 6 MA 1 2 T L 单元版图模拟延时4 3 表4 6 重新综合的结果一4 5 表5 1总线的延时比率系数g 与相邻导线同时翻转的关系。5 3 第1 I I 页 国防科学技术人学研究生院丁程硕士学位论文 图2 1 图2 2 图2 3 图2 4 图2 5 图2 6 图2 7 图3 1 图3 2 图3 3 图3 4 图3 5 图3 6 图3 7 图3 8 图3 9 图3 1 0 图3 1 1 图3 1 2 图3 1 3 图3 1 4 图4 1 图4 2 图4 3 图4 4 图4 5 图4 6 图4 7 图4 8 图4 9 图4 1 0 图4 1 l 图目录 未来堆组织结构8 X 处理器定点流水线9 X 处理器的中断处理步骤。lO 超权模式下中断向量的入口地址1 1 T L U 主体结构框图1 2 中断请求模块数据通路l3 产生重定向指令P C 的逻辑通路l5 F 0 4 定义16 F 0 4 测试原理图17 描述一的代码及结构图18 描述二的结构图18 两种划分的示意图2 0 多路选择器的结构图2 l 多路选择器修改前后代码对比。2 1 设计中的一
