高效能嵌入式處理器IP核.pdf_第1頁
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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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