分支指令特性与分支预测器的性能研究

根据分支指令的特性,分析了分支行为与分支预测技术对单发射嵌入式处理器CPI栈(CPI stacks)组成的影响,并在RTL级设计了分支预测器的时序精确模型,通过硬件模拟方法对分支指令特性和分支预测器的性能进行了研究.实验考察了分支指令在分支预测器命中或缺失时的不同跳转统计特性,验证了分支预测器对CPI栈影响的理论推导,为单发射嵌入式处理器中分支预测器的设计与优化提供了精确的实验依据.     

一种gshare分支预测器的低功耗设计方法

功耗与性能在高端嵌入武计算系统中都是非常重要的设计指标。基于深度流水处理器中所使用的动态分支预测器的微结构特点，提出了一种利用分页技术来有效的降低gshare分支预测器的功耗的设计方法，详细分析了分支预测器的大小、分页数以及功耗、面积之间的内在关系。     

"龙腾R"微处理器分支处理单元的研究与设计

"龙腾R"是西北工业大学自主研制的32位高性能微处理器.该处理器的分支处理单元(BPU)能有效降低控制相关带来的延迟.通过分析已有的分支方向预测算法和分支目标地址预测策略,在分支处理单元总体约束下,合理分配分支方向预测和目标地址预测的实现代价,提出了一种基于混合分支预测器和经过改进的目标地址缓冲(grB)结构的分支处理单元结构.该结构不仅比传统的由gshare分支方向预测器构成的分支处理单元预测准确率平均高出1%～2%,并具有面积小、功耗低的特点.     

32位嵌入式RISC处理器的硬件验证

随着ASIC技术的不断发展，设计规模及复杂程度不断增加，前端设计的准确性对整个系统的重要性越来越大。因此，在前端设计中，除了进行软件仿真外，还需要进行硬件验证。文章采用Aptix公司提供的MP3CF硬件仿真器，构建了一个实时验证系统，对自行设计的32位嵌入式RISC微处理器进行了在线硬件验证。     

ARM嵌入式处理器与嵌入式系统

本刊最近对全国大学生电子设计竞赛“嵌入式系统”专题竞赛进行了报道,引起了一些读者的兴趣,但很多读者不了解Strong ARM到底是怎么回事,本刊特邀请《单片机与嵌入式系统应用》杂志编委马忠梅老师就ARM嵌入式处理器与嵌入式系统的情况做一介绍。     

嵌入式处理器嵌入式系统的心脏

一、嵌入式处理器分类与现状 嵌入式系统的核心部件是各种类型的嵌入式处理器,据不完全统计,目前全世界嵌入式处理器的品种总量已经超过1000多种,流行体系结构有30几个系列,其中8051体系的占有多半。生产8051单片机的半导体厂家有20多个,共350多种衍生产品,仅Philips就有近100种。现在     

基于嵌入式处理器和液晶显示模块设计

本文主要介绍了基于ARM7TDMI内核的嵌入式处理器和SG12864液晶显示模块的IP智能电话显示系统的设计.其设计思路和软硬件实现方式也可为其他基于ARM和液晶模块的设计所参考.     

嵌入式处理器的浮点乘法器设计

利用阵列乘法器中的压缩部分积的思想,通过对传统的串行执行乘法器的改造,提出了一种带压缩器的串行执行浮点乘法器,分析了具有不同压缩模块结构的乘法器的性能.实验表明,该乘法器可以有效地提高传统的串行乘法器的性能,而面积要小于阵列乘法器.     

嵌入式处理器中写缓冲电路的设计

为了减少CPU对主存进行写操作时的等待时间,提高嵌入式系统的整体效率,设计了一款含有8个数据缓冲槽和4个地址缓冲槽的写缓冲。该写缓冲采用特殊的移位控制电路和附加的标志位,实现数据、地址的自动移位和映射功能。利用HSIM仿真工具对电路进行了仿真和验证,结果表明,该写缓冲能正确快速地实现数据与地址的先进先出(FIFO)功能,有效地减少了CPU的等待时间,提高了系统的整体效率。     

无线通信专用嵌入式处理器的设计与实现

多模基带处理器芯片的设计已成为研究的热点。文章结合无线通信处理算法的特点．利用指令级加速技术，设计了一种基于无线通信中复数运算的16位嵌入式处理器核。利用它可以通过灵活的配置软件完成基带处理中绝大部分的复数相关运算和控制功能。经实际流片测试，该处理器核具有面积小、功耗低的特点．可用于多模无线通信基带处理器的设计。     

一种适用于低功耗超长指令字DSP处理器的硬件循环缓冲设计

提出了用于VLI WDSP处理器的硬件循环缓冲器的设计.该DSP处理器在结构上利用了在信号处理程序中循环经常出现这一特点,专门设计了硬件循环处理模块用来消除因循环跳转造成的流水线等待,以达到循环的零开销处理从而提高DSP的性能.设计过程中为了减小硬件开销,对循环的长度特点进行了分析,把循环分类两类并用不同的方法处理.结果表明循环跳转的处理是在独立模块中操作,没有造成流水线的等待提高了性能,该硬件循环的面积是3 .8 k逻辑门.     

基于ARM芯片S3C2410的PDA人机接口电路设计

随着电子技术的迅猛发展,具有耗电少、亮度高、体积小等特点的LCD（液晶显示器）被广泛应用于嵌入式系统中。S3C2410是三星公司开发的一款以ARM920T为核心的16／32位嵌入式处理器。它主要面向手持设备以及高性价比、低功耗的应用。文中介绍了三星公司设计的ARM920T嵌入式处理器$3C2410在PDA（个人数字助理）硬件设计电路中的应用。详细提供了PDA的LCD、触摸屏及键盘等人机接口模块的设计电路。该设计技术先进,结构合理,功能较完备,整体性、可扩充性强。     

嵌入式红外目标识别跟踪系统的研究

本文研究的嵌入式红外目标处理系统基于ATR技术,它可以用来实现对动态红外目标的自动识别与跟踪。根据功能的要求,设计了一个包括红外信号采集处理模块、自动目标识别跟踪模块和嵌入式主控模块三部分的嵌入式处理系统。该系统可高速实时地处理动态目标,具有友好的人机交互界面;对提高目标识别的速度,实现系统的小型化有着积极的意义。文章重点介绍了系统各功能模块软硬件的具体实现。     

An Effective Software Pipelining Algorithm for Clustered Embedded VLIW Processors

This paper proposes a software pipelining framework, CALiBeR (ClusterAware Load Balancing Retiming Algorithm), suitable for compilers targetingclustered embedded VLIW processors. CALiBeR can be used by embedded systemdesigners to explore different code optimization alternatives, that is, high-qualitycustomized retiming solutions for desired throughput and program memory sizerequirements, while minimizing register pressure. An extensive set of experimentalresults is presented, demonstrating that our algorithm compares favorablywith one of the best state-of-the-art algorithms, achieving up to 50% improvementin performance and up to 47% improvement in register requirements. In orderto empirically assess the effectiveness of clustering for high ILP applications,additional experiments are presented contrasting the performance achievedby software pipelined kernels executing on clustered and on centralized machines.     

嵌入式系统抗缓冲区溢出攻击的硬件防御机制研究

嵌入式系统设计时由于成本和功耗等方面的考虑而较少重视安全性,而一般采用的软件防御方式无法满足嵌入式系统在实时性和可靠性上的要求,缓冲区溢出作为最常见的软件安全漏洞对嵌入式系统安全构成严重威胁.文中构建了一种基于细粒度指令流监控(FIFM)的硬件防御机制,通过虚拟执行单元虚拟执行程序,在攻击发生之前检测攻击行为.实验结果表明FIFM能很好的防御典型的缓冲区溢出攻击,而且FIFM不需要修改程序,不破坏流水线完整性,对系统的性能影响小,本文的防护机制可以应用于其他嵌入式系统设计中以动态防御缓冲区溢出攻击.     

毫米波分支线定向耦合器的设计与优化

本文先介绍了分支线正交定向耦合器的概念与工作原理;然后根据该原理在ADS2009软件下设计仿真了工作在Ka波段的微带线定向耦合器,并对Ka波段的耦合器模型进行了改良,使之实际面积缩小的同时能达到原有的性能。     

嵌入式可重构系统芯片的硬件验证平台设计

提出一种新的基于嵌入武可重构系统芯片的视频解码方案,采用了软硬件协同验证的方法.设计了相应的硬件验证平台,验证了H.264解码算法在可重构处理器上的可实现性.     

基于多DSP的雷达阵列信号处理系统

利用TS201超高性能的计算处理能力以及FPGA支持的高速接口交换能力,实现了一种对算法的适应性强、结构扩展方便的通用信号处理板,设计了一种基于该通用信号处理板的米波雷达阵列信号处理系统,并以幅相校正、自适应旁瓣相消的算法实现为例,详细介绍了该阵列信号处理系统算法的实现方法。该系统运行稳定可靠,达到了系统的设计要求。     

基于 LCC的嵌入式处理器 C语言编译器研究

介绍了一种为T RIC快速开发高级语言编译工具的方法．LCC是一个小型的可变目标C语言编译器,通过扩展LCC后端使其支持硬件中断等嵌入式C语言语法特性,进而实现 T RIC的C语言编译器．经测试验证,此方法可大大降低移植LCC的难度和出错的概率,且能快速开发出目标处理器的编译工具．