媒體數(shù)字信號處理器IP核關鍵技術研究.pdf

1、隨著深亞微米工藝的進步和芯片設計技術的發(fā)展，將系統(tǒng)集成在一塊芯片中成為現(xiàn)實，嵌入式系統(tǒng)設計進入了多處理器系統(tǒng)芯片時代。多媒體應用強有力地推動著芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其中高靈活性、高性價比的數(shù)字信號處理器在媒體處理領域得到了廣泛的應用。媒體增強型數(shù)字信號處理器核的使用加快了嵌入式系統(tǒng)芯片的開發(fā)速度，多核數(shù)字信號處理器也已經(jīng)引起業(yè)界的廣泛關注。 本文作者參與了浙江大學信息與通信工程研究所soC R&D小組承擔的具有自主知識產(chǎn)權的媒體數(shù)字信

2、號處理器MediaDSP64的研發(fā)工作。作為部分研究成果，本文著重探討了媒體數(shù)字信號處理器lP核中部分關鍵技術，涉及到處理器微結構設計、數(shù)據(jù)搬運機制、精確異常處理以及實時操作系統(tǒng)和軟件調(diào)試應用等多個方面。 在DSP微結構設計中，從流水線控制與化解數(shù)據(jù)沖突出發(fā)，對指令流水線執(zhí)行過程進行抽象化，構建了一個通用的數(shù)據(jù)旁路模型，同時給出一種較為準確的旁路設計復雜度評估方法。通過旁路模型映射，針對MD64流水線的特點，數(shù)據(jù)旁路設計采用精簡

3、部分旁路、地址寄存器旁路緩存、按需沖突檢測等創(chuàng)新思想，有效降低了旁路硬件開銷，提高了流水線的執(zhí)行效率，并且對關鍵控制信號采用去耦合策略，有效減少了關鍵路徑延時。實驗證明這是一種兼顧效率與資源開銷的優(yōu)化設計。本文的通用旁路模型不但適用于復雜標量流水線的旁路設計，而且可以擴展到多發(fā)射處理器數(shù)據(jù)旁路網(wǎng)絡的分析。 從數(shù)據(jù)運算與多數(shù)據(jù)搬運任務的并行性方面，闡述了利用DMA技術實現(xiàn)媒體數(shù)字信號處理中數(shù)據(jù)傳輸機制的重要性。結合MD64實際存儲