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基于跳跃访问控制的低功耗分支目标缓冲器设计
引用本文:喻明艳,张祥建,杨兵.基于跳跃访问控制的低功耗分支目标缓冲器设计[J].计算机辅助设计与图形学学报,2010,22(4).
作者姓名:喻明艳  张祥建  杨兵
作者单位:哈尔滨工业大学微电子中心,哈尔滨,150001
摘    要:传统的分支目标缓冲器(BTB)每个取指周期都要进行访问,由于程序中的分支指令只占总指令数的20%左右,使得大约80%的BTB访问都是无效的.为此,利用程序控制流中分支指令间距固定的特性,提出一种对性能影响极小的BTB跳跃访问算法.在BTB中存储分支指令到运行路径中下一条分支指令的距离,BTB命中后,根据相应的分支距离来关闭当前分支指令与下一条分支指令之间的BTB访问,以有效地提高访问效率并降低动态功耗.该算法在嵌入式处理器中实现时只控制预测跳转分支指令的BTB跳跃访问,减少了硬件资源的开销.在硬件模型上进行模拟和综合后的结果表明,在128分支项的BTB中,采用文中算法可以降低72%的动态功耗,而性能损失仅为0.013%.

关 键 词:分支目标缓冲器  分支预测器  低功耗  嵌入式处理器  硬件模型  

Low Power Branch Target Buffer Design Based on Hopping Access
Yu Mingyan,Zhang Xiangjian, Yang Bing.Low Power Branch Target Buffer Design Based on Hopping Access[J].Journal of Computer-Aided Design & Computer Graphics,2010,22(4).
Authors:Yu Mingyan  Zhang Xiangjian    Yang Bing
Affiliation:Microelectronics Center/a>;Harbin Institute of Technology/a>;Harbin 150001
Abstract:The traditional branch target buffer(BTB)has to be always accessed during instruction fetch stage.Since the branch instructions account for about 20% of the total executed instructions,at least 80% of the BTB accesses are redundant.Considering the characteristic of the fixed distance of branch instructions,we proposed a hopping access(HA)algorithm,by which we reduced the accesses to the BTB to achieve a significant dynamic energy reduction while maintaining the performance.By performing HA algorithm the bra...
Keywords:branch target buffer  branch predictor  low-power  embedded processor  hardware model  
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