网络处理器risc引擎关键技术研究

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1、西安电子科技大学硕士学位论文网络处理器RISC引擎关键技术研究姓名：朱立标申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：邱智亮20060101摘要本文研究内容是为“十一五”预研项目《高性能军用网络处理器技术》做技术储备。本文在考查RISC引擎在网络处理器SoC中应用的基础上，重点研究了RISC的指令流水线技术，并给出一个简单的设计实现方案，在此设计中增加了CRC32并行计算功能。。本文分三个部分：首先，介绍了RISC引擎在网络处理器SoC中的重要作用。其次，考察了RISC的指令流水线关键技术。对于指令流水线引起的数据冒险和控制冒险，以及解决数据冒险

2、和控制冒险的方法和由此发展起来的RISC结构方案，给予了详细的阐述。重点研究通过旁路技术、寄存器换名和保留站等技术方法来解决数据冒险问题：研究采用暂停流水线和动态分支预测等技术方法来解决控制冒险问题；同时还研究了基于硬件的预测法和多发射技术等高级RISC流水线结构。最后，本文研究了一个开源的RISC体系结构——0penRISC，并参考0penRISC用VcdlogHDL实现了RISC指令流水线；在此基础上，对这个RISC指令流水线做专门的优化，增加CRC32并行计算指令和相应的硬件逻辑，使其更加适用于网络通信协议数据帧／包的处理。仿真测试结果表明上述

3、设计方案正确。关键词：网络处理器，刚sc引擎，0penRISC，CRC32并行计算ABS7rRACT3Thepurposeofthispaperistodosometcdmo

4、odgicspreparationfortheEleventhFive-yearNationalPre—ResearchProject，"High-poweredMilitaryNetworkl，I'occssorTechnolodgy"．ObservingandstudyingtheusageofRISCenginesonnetworkprocessor,thispapere

5、mphasizesonthekeytechnolodgiesofRISCpipeline．AndafundamentalRISCpipelineisdesigned．FurthermoreaCRC32parallelcomputingmoduleisembeddedtothepipeline．Thepaperisorganizedinthreepartsasfollowing：Firstly,theimportantusageofRISeengineonnetworkprocessorisintroduced．Thenthekeytechnolodg

6、iesofRISCpipelineisexplainedindctials．Thedatahazardandcontrolhazardbringedbypipelinearediscussed．Andalsothemethorstosolvethedatahazardsuchasthebypass．registerrenameandreservation蚴iOnthechnoledgies，andthemethorstosolvecontrolhazardsuchasdynamicbranchprediction，andsomeadvanceRISC

7、architecturesuchashardware-basedspeculationandmufti·issuetechnoledgydevelopedforhigherinstruction-levelparallelismarealsoexplained．Atlast，thepapergivesallintroductionofOpenRISCarchitecture,whichisallopensourceRISCCI'U．AndaRISCpipelineisdesignedwithVerilogHDI．orefrencingtoOpenRI

8、SCsourcecode．FurthermoreaCRC32parallelcomputingmoduleisembeddedtomeettheneedofnetworkprotocolsprocessing．AndtheDesignhasbeentestifiedbysoftwaresimulation．Keyword：NetworkProcessorRISCengineOpenRISCCRC32parallelcomputing创新性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及所取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致

9、谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其它人已经发表或撰写过的研究成果：也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育