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32位MIPS构架的流水线的逻辑设计  
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【英文题名】 The Logic Design of Pipeline Based on 32-bit MIPS Architecture
【作者】 申明远;
【导师】 张玉明;
【学位授予单位】 西安电子科技大学;
【学科专业名称】 微电子学与固体电子学
【学位年度】 2008
【论文级别】 硕士
【网络出版投稿人】 西安电子科技大学
【网络出版投稿时间】 2008-12-05
【关键词】 MIPS; 流水线; CPU; RISC;
【英文关键词】 MIPS; pipeline; CPU; RISC;
【中文摘要】 RISC技术是上世纪80年代发展起来的处理器设计新技术，它的产生对整个计算机界产生了巨大的影响。目前有RISC和CISC两大主流技术，而现今使用RISC技术的越来越多，其中一个特点就是指令简单，容易译码，使用流水线技术使得其性能提高很多。MIPS就是RISC的一个很好的版本，它十分适合流水线技术的运用。 本文对MIPS构架进行介绍，详细地讨论了寄存器堆、指令集、Cache的设计、存储单元管理的结构和性能，中断/异常的处理。提出解决流水线中结构相关、数据相关和控制相关问题的有效方法，增加硬件资源来解决流水线中的结构相关问题，用数据前推法解决了流水线中的数据相关问题，用后退法和动态分支预取技术（BTB）解决了流水线中的控制相关问题，这些方法都能有效地提高流水线的性能。将流水线设计为五级，合理安排流水线中每级的任务，并对流水线中每个执行阶段的设计给出了详细的说明和讨论。使用硬件描述语言Verilog HDL设计出五级的流水线，并且通过综合，功能仿真和时序仿真。结果表明设计的五级流水线的功能正确，使得流水线每一周期执行的指令数接近于1，其性能也得到提高。
【英文摘要】 RISC is the new CPU design technology that developed in 1980s. It's the wholecomputer industry have had a tremendous impact. At present, there are two main linesof RISC and CISC technology, and today the RISC technology is used more and more,which is a characteristic of instructions simple, easy to decode, the use of pipeliningtechnology enables greatly improved its performance. MIPS RISC is a good version, itis very suitable for the use of pipelining. MIPS architecture is introduced in this pap...
【更新日期】 2008-12-22

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