高性能向量協(xié)處理器的運(yùn)算單元設(shè)計(jì)與FPGA實(shí)現(xiàn).pdf

1、為了滿足多媒體處理等快速向量運(yùn)算的需求，當(dāng)今的主流處理器均進(jìn)行了單指令多數(shù)據(jù)（SIMD）指令集的擴(kuò)展。IBM公司、Motorola公司和Apple公司聯(lián)合開發(fā)的PowerPC處理器架構(gòu)也提供了自己的向量運(yùn)算指令集Altivec，為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)處理、多媒體、視頻、音頻和圖像處理等應(yīng)用提供了高速的向量運(yùn)算能力。
　　本文針對(duì)Altivec指令集設(shè)計(jì)了一個(gè)高性能向量協(xié)處理器的運(yùn)算單元，并把協(xié)處理器通過 PowerPC處理器預(yù)留的Auxil

2、iary Processor Unit（APU）接口與PowerPC主處理器結(jié)合。本文還進(jìn)行了Altivec協(xié)處理器的頂層架構(gòu)，向量浮點(diǎn)運(yùn)算模塊，向量復(fù)雜定點(diǎn)運(yùn)算和加載存儲(chǔ)的三個(gè)功能單元的設(shè)計(jì)，以及PowerPC主處理器的耦合設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)了一個(gè)新的基于查找表和乘法的用于除法，倒數(shù)，平方根，平方根倒數(shù)的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算算法，并根據(jù)此算法實(shí)現(xiàn)了浮點(diǎn)運(yùn)算單元。本設(shè)計(jì)最后在FPGA上實(shí)現(xiàn)。
　　在面積方面，Altivec向量協(xié)處理器在Syno

3、psis的.13um的工藝下，總面積為2324669um2，在Xilinx Vertex6 xc6vcx75t FPGA上，LUT數(shù)為131。帶Altivec向量協(xié)處理器的PowerPC405處理器在 Synopsis的.13um的工藝下，總面積為3223547um2,在 Xilinx Vertex6 xc6vcx75t上，LUT數(shù)為33496。在速度方面， Altivec向量協(xié)處理器在Synopsis的.13um工藝下，其速度為197