嵌入式處理器取指單元關(guān)鍵部件低功耗技術(shù)研究.pdf

1、低功耗是嵌入式處理器的主要研究方向，而取指單元包含大量存儲器訪問，其功耗已經(jīng)成為整個處理器功耗的重要組成部分。本文重點研究了嵌入式處理器取指單元關(guān)鍵部件的低功耗技術(shù).這些創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用能夠使嵌入式CPU在保持處理器性能的基礎(chǔ)上，有效降低取指單元動態(tài)功耗。本文的主要內(nèi)容及創(chuàng)新點包括：
　　 1、基于指令歷史鏈接關(guān)系的路預(yù)測高速緩存低功耗技術(shù)。本文提出了一種基于分支目標(biāo)緩存(BTB)復(fù)用和跳轉(zhuǎn)歷史鏈接關(guān)系表的兩級跳轉(zhuǎn)路預(yù)測架構(gòu)，以極

2、低的硬件成本解決了分支目標(biāo)指令所在行的沖突問題，提高了跳轉(zhuǎn)預(yù)取路預(yù)測的準(zhǔn)確率，進(jìn)而有效降低了指令Cache的動態(tài)功耗。
　　 2、基于循環(huán)體訪問過濾的分支目標(biāo)緩存低功耗技術(shù)。針對循環(huán)體內(nèi)指令對BTB訪問產(chǎn)生的冗余功耗問題，本文提出了一種循環(huán)體訪問過濾機制，消除循環(huán)體指令流中順序指令對BTB的無效訪問；進(jìn)一步提出了一種分支跟蹤方法補償由于循環(huán)過濾機制對循環(huán)體中非循環(huán)類分支指令的錯誤過濾造成的性能損失。這兩種技術(shù)在保障處理器性能的基