论文摘要
专用指令集处理器（ASIP）是一种新型的具有处理器结构的芯片,它具有可定制性,为某个或某一类型应用而专门设计,能够更高效地解决嵌入式系统设计中的实际问题,已在现今的片上系统（SoC）中得到了广泛的应用。但在系统定制ASIP处理器时往往受到芯片面积、上市时间（TTM）和功耗等非功能性的约束,对ASIP的设计方法提出了越来越高的要求。本文针对传统设计方法的不足,探讨了一种基于ADL体系结构描述语言的系统级设计方法,对处理器指令集和微构架在系统级进行建模,并在此基础上研究系统级的综合,由ADL描述通过相应机制映射成RTL级的HDL描述,加快处理器的设计速度。本文以一款32位嵌入式软核OpenRISC1200（以下简称OR1200）为原型,采用系统级的ADL的一个实例SystemC体系结构描述语言对这款软核从体系结构角度进行系统级抽象,主要实现了OR1200 CPU模块的描述,包括取指（IF）模块、译码（ID）模块、执行（EX）模块、访存（MA）模块和写回（WB）模块,然后利用可综合SystemC的集成开发环境Agility Compiler将ADL级的SystemC描述转换成RTL级的HDL描述,继而通过Altera Quartus II的嵌入式逻辑分析仪（SignalTapII）对系统进行验证,最后下载到开发板DE2-70（EP2C70F896）上观察实验结果。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 ASIP 的应用背景1.2 ASIP 优势及研究意义1.3 国内外研究现状及发展趋势1.4 研究目标及主要研究内容1.4.1 研究目标1.4.2 研究内容1.5 论文组织2 ASIP 设计方法研究2.1 传统设计方法2.2 软硬件协同设计方法2.3 系统级设计方法2.4 设计方法对比2.5 本章小结3 OR1200 软核剖析3.1 RISC 微处理器概述3.2 OR1200 基本介绍3.3 OR1200 经典结构3.3.1 OR1200 的标准结构3.3.2 OR1200 CPU 基本结构3.4 OR1200 五级流水线分析3.5 OR1200 指令系统3.5.1 ORBIS32 指令格式3.5.2 ORBIS32 指令分类及寻址方式3.6 本章小结4 ASIP 系统级综合的研究4.1 ADL 的相关背景介绍4.2 行为ADLs：体系结构资源的描述4.3 结构ADLs：体系结构资源的实现4.4 体系结构描述语言SystemC4.4.1 描述语言的探索4.4.2 SystemC 语言4.5 OR1200 CPU 系统级SystemC 描述4.6 本章小结5 ASIP 硬件综合的实现5.1 综合工具Agility Compiler5.1.1 Agility Compiler 编译器介绍5.1.2 Agility Compiler 编译器工作流程5.2 OR1200 CPU 硬件综合的实现5.3 系统的验证与下载5.4 本章小结6 结论与展望6.1 结论6.2 展望致谢参考文献附录
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