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文檔簡介
1、為了提升嵌入式處理器的性能,本文基于浙大數(shù)芯實驗室的32位嵌入式處理器RISC32E,分析其性能和頻率瓶頸,提出流水線深化的Gemini結構框架,并在Gemini處理器上進行存儲系統(tǒng)的改進,采用數(shù)據(jù)預取機制提升了Gemini處理器的訪存性能。同時,針對嵌入式處理器的低功耗需求,采用處理器的功耗模型進行了Gemini的功耗評估方法的探索。
本文首先以單發(fā)射處理器的訪存操作為導向劃分Gemini的流水線。實驗結果表明,Gemi
2、ni處理器在TSMC130nm標準單元工藝下,worst case主頻為360MHz,typical case主頻為500MHz,EEMBC的評分在ConsumerMark為0.11/MHz,相比RISC32E處理器的0.084/MHz提高了31.9%;TeleMark為0.02/MHz,相比RISC32E的0.0119/MHz提高了66.6%。
Gemini處理器中采用硬件數(shù)據(jù)預取的方式來提高處理器的訪存性能。采用一種基
3、于流緩沖的可變步長的最小差值預取,通過記錄每次發(fā)生Cache缺失地址,計算最小差值并當最小差值匹配時進行數(shù)據(jù)的預取,將預取數(shù)據(jù)取入數(shù)據(jù)Cache中。Dhrystone的評測結果表明Gemini處理器中的硬件數(shù)據(jù)預取機制可提升性能2.1%。EEMBC的評分在ConsumerMark評測下通過硬件數(shù)據(jù)預取性能有3.3%的提升,在TeleMark的評測下性能有3.7%的提升。
本文最后對比分析不同層次的處理器功耗模型,如在系統(tǒng)級
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