稀疏队列中的动态发射机制及电路实现

针对多运算部件处理器中非流水多拍指令堵塞非相关指令的问题,提出了一种动态发射机制,该机制可以在发射当拍根据空闲运算部件数量同时选中并发射多条指令,不必提前为指令分配运算部件。动态发射稀疏队列基于一种快速的N选M电路,利用电流的大小来表征指令在队列内驻留时间的长短,通过灵敏电流放大器实现快速的筛选,最后经过RS触发器调整波形,利用NMOS放电网络得到指令位置的掩码。动态发射队列解决了运算部件冲突问题,提高了每时钟周期执行指令数(IPC),最大程度发挥全局队列的效能,其中的调度电路使用SMIC 40nm工艺实现,通过Hspice仿真验证,该电路工作频率可达8GHz。     

高可靠处理器微体系结构设计空间的快速搜索

同一个程序运行在不同微体系结构配置的处理器上时,不同处理器的软错误率通常会有非常大的差别.所以,为了设计高可靠处理器,对处理器微体系结构设计空间进行搜索,选择出高可靠的配置,是至关重要的.然而,目前的处理器软错误率预测方法忽视了执行程序的影响,导致微体系结构设计空间搜索仍然需要大量周期精确的模拟.因此,本文提出了基于同时考虑程序固有特征(与微体系结构无关的程序特征)和处理器微体系结构配置而构建的统一的软错误率预测模型的设计空间快速搜索方案.该方案对新程序或新处理器配置都不需要额外的周期精确的模拟就可以准确预测软错误率,从而极大地缩短了高可靠处理器微体系结构设计空间的搜索时间.对SPEC CPU2000基准测试程序的实验结果表明,与基于反应构建软错误率预测模型的方案相比较,该方案搜索高可靠处理器微体系结构设计空间所需的模拟时间减少了99.8％.     

一种基于最远块对的低静态功耗指令Cache方案

针对降低不断增加的片上Cache静态功耗的要求,提出了一种基于最远块对的低静态功耗指令Cache结构--FBPC.考虑到指令访问具有很好的时间和空间局部性,距离当前访问地址较远的指令在随后的一段时间内被访问的可能性不大.利用指令访问的特点,FBPC通过存储体的改造自动发现据当前访问最远的块对,并且将它们设置为休眠模式来减少静态功耗.对11个SPEC2000测试程序进行仿真的结果表明,该方案可以有效地降低指令Cache的静态功耗.     

基于任务同步及节能的单机系统实时动态调度算法

提出了一种基于任务同步及节能的单机系统实时混合动态调度算法(HDSA), 以有效解决能耗及实时任务同步时的优先权反转所导致的缺乏实时可调度性的问题.HDSA包含静态算法及动态算法两部分.静态算法可在静态条件下, 固定临界区的运行速度, 并求出非临界区部分的静态速度. 动态调度算法在实际运行中, 在满足周期性任务实时可调度性及任务同步的条件下, 充分利用及回收任务运行时剩余的执行时间, 调节处理器的速度, 以有效降低能耗.同时也能避免高优先权任务被阻塞时, 低优先权任务的临界区继承高优先权任务的速度所造成的处理器电压开关的频繁切换, 故能有效地降低实时任务调度的成本.实验测试表明HDSA在调度性能上明显优于相关的有效算法.     

一种改进的唤醒信号能量检测算法及其应用研究

为了减少水下无线传感器网络的功耗,在notch滤波器算法原理基础上,结合帕斯瓦尔定理和子带能量目标检测算法分析环境噪声,得到了检测门限随环境噪声变化的唤醒信号检测算法,进行了理论分析和仿真。在微功耗处理器上实现了该算法并讨论了其在水下无线传感器网络的应用。试验证明该算法可以灵活调度网络中的各个节点状态,降低了传感器网络的功耗。     

基于龙芯3A2000处理器的高性能Goto BLAS库的实现

用Linpack测试集测试了计算机系统浮点性能,测试用函数运算库为Goto BLAS库.该库对Linpach的测试结果有很大影响.为了提高Goto BLAS性能,观察了GotoBLAS库在龙芯3A2000处理器平台的性能表现,分析了测试软件的执行流程、数据的处理方法,根据处理器的结构特点,合理配置矩阵分块参数,优化核心循环的实现方案,同时采用软硬件数据预取技术及优化的内核TLB配置策略.在这些优化方法的共同作用下,仿真平台上核心函数的浮点部件效率超过90％.优化方案在本实验中取得了显著的效果.     

一种基于元操作的宏模块功耗建模方法

为了有效支持系统芯片(SOC)的功耗分析和第三方IP的功耗评估,并有效保护知识产权,提出了元操作的概念,给出了一种基于元操作的宏模块功耗建模方法,建立了元操作功耗模型.该模型是一种周期精确的功耗模型,它描述了宏模块每个时钟周期的动态功耗变化情况.文中论述了这一模型的开发方法和使用方法,并指出,建立元操作功耗模型的关键是模块的功能定义、模块的功能到元操作的映射以及门级功耗样本的产生和收集.通过与门级功耗分析的实验数据对比,此元操作功耗模型的功耗分析误差在4%以内,功耗分析效率可以提高百倍以上.     

嵌入式也多核——浅析ARM(R)CortexTM-A9 MPCoreTM多核处理器

Cortex-A9 MPCore拥有比普通单核Cortex-A9处理器更为先进的电源管理功能,在提高性能的同时能够进一步降低功耗,达到甚至超过市场和应用对性能和功耗日益增长的要求.     

检测供电电源电路的设计与实现

利用MAxIM司生产的精密高端电流检测放大器MAx47I实现以地为参考的电流/电压的转换,用高线性度模拟光电耦合器HCNR201信号隔离,实现本系统对外部供电电源的功耗测量.详细介绍了MAX471的工作原理及其在电流检测中的应用,并给出了用HCNR201和运算放大器实现检测电压的隔离传输电路.     

一种CMOS晶体振荡器芯片的设计

本文采用0.18 um CMOS工艺设计了一种4MHz的Pkrce晶体振荡器,主要应用于射频接收系统。该芯片采用自动增益控制（AOC）结构,提高了频率稳定性,降低了功耗。流片测试结果显示,在1．8V电源电压下,输出频率具有较好的精度,最大的频率误差为0．1％,在1．8V电源电压下,消耗电流500nA,版图面积为100um×250um,满足射频收发芯片低功耗、高稳定性、和版图面积小的要求。