F-CX指控部件的設(shè)計(jì)優(yōu)化與形式化驗(yàn)證.pdf

1、F-CX是一款采用先進(jìn)的超長指令字結(jié)構(gòu)的32位高性能數(shù)字信號(hào)處理器。為了解決VLIW引起的代碼體積膨脹問題，F(xiàn)-CX在跨邊界派發(fā)技術(shù)的基礎(chǔ)上采用了變長指令集技術(shù)，流水線則通過采用分支延遲槽機(jī)制降低分支代價(jià)。這些技術(shù)的實(shí)現(xiàn)提高了性能，但也使得指控部件的邏輯控制變得更為復(fù)雜，硬件開銷增大，一方面功耗增加，另一面功能驗(yàn)證變得更加困難。本文主要完成了對(duì)F-CX指控部件的低功耗設(shè)計(jì)優(yōu)化和基于IFV工具的形式化驗(yàn)證。
　　本文的主要完成的工作

2、如下：
　　1）設(shè)計(jì)優(yōu)化取指派發(fā)部件，在32位固定指令包格式的基礎(chǔ)上引入混合指令包格式，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合指令包格式的取指派發(fā)控制，主要包括指令預(yù)譯碼，并行位編碼，一級(jí)指令窗口，異常產(chǎn)生等功能。混合指令包中存在三種類型的指令：16位壓縮指令；32位指令；報(bào)頭指令。報(bào)頭指令表示指令包中各行指令類型等信息。
　　2）采用低功耗設(shè)計(jì)對(duì)指控部件的RTL級(jí)代碼進(jìn)行優(yōu)化，功耗由Spyglass工具進(jìn)行評(píng)估。設(shè)計(jì)中主要采用門控時(shí)鐘技術(shù)關(guān)閉循環(huán)緩存

3、和取指模塊空閑時(shí)的時(shí)鐘，采用信號(hào)門控技術(shù)控制多個(gè)指令譯碼器和子模塊的輸入翻轉(zhuǎn)，以及優(yōu)化模塊內(nèi)部的組合邏輯.本文通過低功耗設(shè)計(jì)，有效降低了指控部件功耗。
　　3）采用IFV工具對(duì)指控部件進(jìn)行形式化驗(yàn)證。對(duì)取指部件，將功能點(diǎn)抽象為兩個(gè)屬性，從而對(duì)更為復(fù)雜的功能進(jìn)行驗(yàn)證；對(duì)派發(fā)部件的驗(yàn)證，通過建立派發(fā)模型，針對(duì)模型與設(shè)計(jì)的一致性進(jìn)行驗(yàn)證；對(duì)中斷和異常部件的驗(yàn)證，本文基于時(shí)序波形圖進(jìn)行驗(yàn)證。最終通過IFV工具，本文發(fā)現(xiàn)了模擬驗(yàn)證未發(fā)現(xiàn)的若