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采用微程序控制和门级设计的嵌入式FPU微指令控制模块

发布时间:2018-05-15 15:33 类别:时时彩计划

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  设想研究合用于国防和民用需求的高机能、高精度的微处置器(MPU),曾经变得十分主要和火急。为了处置大量实数数据,并考虑计较精度和及时性,需要将MPU零丁分手出来一部门进行浮点运算,像此刻的高档数字信号处置芯片(DSP)都含有一个FPU,所以研制高机能的浮点运算单位IP具有主要意义[1]。

  微法式的概念和道理是由剑桥大学数学教研室传授M.V.Wilks在1951年第一次提出的[2],但随后15年,因为节制存储器的问题限制了微法式手艺的成长。因为LSI和VLSI 节制存储器的成长,微法式在微型机中曾经起头起着主要感化。

  微法式节制器的机能是提高处置速度的环节要素之一。本论文关于微法式节制器的研究是基于哈尔滨工业大学(威海)微电子核心32位FPU的设想,其采用了微指令节制的方式,用门级完成相关模块的设想,通过结构布线后的成果看出,该设想规模小、速度高,很是适合嵌入式使用。

  在微处置器中发生节制信号一般由微法式和形态机两种方式实现,此中微法式属于固件。微法式节制器输出的微指令用来节制整个FPU工作[3]。一条微法式一般由操作节制和挨次节制两大部门构成。节制部门用来办理和批示FPU的工作[4]。微法式的挨次节制部门用来决定发生下一条微指令的地址。微法式节制器有其本身的长处,好比:具有规整性、矫捷性和可维护性等一系列长处。本设想的微法式节制器的布局如图1所示。

  微法式节制器次要包罗三部门,用于发生下一条微指令的微地址生成模块、用于存储微指令的存储器(此为一块Rom)和用于批示FPU工作的节制总线,此中次要是前两部门,下面别离给与引见:

  微地址生成模块次要目标就是发生下一条微指令的地址。地址线bit,下一条微地址由如下几条发生(如图2所示):

  1.ExcMiptr信号是用来选择因为一条FPU指令施行过程中发生各类非常(包罗成果不切确非常、上溢、下溢和无效非常)对应的非常操作与节制的入口地址。

  2.nextMiptr信号是用于选择一条FPU指令施行过程一般环境下,发生下一条微指令的地址。

  3. RomEntry信号是用于按照FPU指令选择分歧指令的入口地址,本设想把单精度和双精度的加、减、乘、除、乘加等指令设想有分歧的节制入口地址。

  5.feedback信号是用于选择用于跳转微指令地址,例如在本设想顶用于乘加、乘减指令的跳转节制。

  本微指令节制器的存储模块,有8bit地址输入和64位数据输出用于办理和节制整个FPU工作。64位微指令是节制整个系统所用的节制信号,其功能与形态机类似,在本设想中通过微指令的[15:11]检测到数据处置过程中可能呈现的形态,再按照分歧的形态进行形态转换。下面把此中次要的几位列表如表1:

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