咨询报告(沈绪榜)

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1、MPP系统芯片体系结构发展对策研究（theMassivelyparallelProcessingSystem-on-chips)沈绪榜（西安微电子技术研究所，710054）www.zeon.com.twwww.pdfwizard.comDocuComPDFTrialZeonPDFDriverTrial二OO七年九月目录一、研究背景二、存在问题及分析三、对策分析www.zeon.com.tw四、措施与建议www.pdfwizard.comDocuComPDFTrialZeonPDFDriverTrial一、研究背景20世纪90年代，芯片国产化受到了重视，微处理器芯片和操作系统被列为

2、信息产业的核心技术。由于种种原因，我国的微处理器采用了国外微处理器的ISA体系结构与兼容的封装，与国外产品雷同，提高了芯片的自给www.zeon.com.tw率，但为量产和体系结构的突破造成了困难。www.pdfwizard.comDocuComPDFTrialZeonPDFDriverTrial硅技术与应用要求的迅速上升，越来越迫使芯片设计者要采用面向系统的设计方法。系统芯片就是实现一个完整电子系统的大部分或全部功能的集成电路。MPP系统芯片是芯片集成度发展到上亿晶体管之后，芯片体系结构是要随之变化的产物，是微电子技术发展的必然趋势，也是军民两用的必要选择，www.zeon.c

3、om.tw它为我国赶超集成电路技术国际水平提供了难得的机遇www.pdfwizard.com。DocuComPDFTrialZeonPDFDriverTrial1.MPP系统芯片是微电子技术发展的必然趋势从晶体管发展到中小规模集成电路，开创了信息时代。从中小规模集成电路发展到处理器与存储器等大规模集成电路，使计算机应用从科学的殿堂走进了千家万户百姓人家。从处理器等芯片发展到系统芯片www.zeon.com.tw，功能到体系结构的协同设计，www.pdfwizard.com将使芯片设计的抽象层次更高，能普及到各行各业DocuComPDFTrialZeonPDFDriverTrial

4、。（1）系统芯片的发展为了同时满足高性能、实时性、低功耗与经济性的嵌入式应用要求，系统芯片逐渐形成了两种体系结构：一是异构的总线互连的Multiprocessor系统芯片(MPSoCs)，它包含有多个不同ISA的CPU;二是同构的网格互连的www.zeon.com.twMassivelyParallelProcessing系统芯片(MPPSoCs)，它包含有许www.pdfwizard.com多相同ISADocuComPDFTrial的PE（ProcessingElement)。ZeonPDFDriverTrial（2）芯片体系结构是提高芯片功能密度的重要途径功能设计芯片面积特征

5、尺寸www.zeon.com.twwww.pdfwizard.comDocuComPDFTrialZeonPDFDriverTrial（3）硅技术的“红墙”问题Computingparadigm（功能域）ChipArchitectures（结构域）20XXNatureNaturecomputingcomputingchips201XBio-Self-computingInspiredchips200XI+D+C(configurationstream)RCbasedcomputingSoCchips1997I+D(datastream)ASIC,basedcomputingSoC

6、chipsRedRed1987I(instructionstream)VLSIChipsBrickBrick(Memories,basedcomputingProcessors)wallwall1977SSI,MSI,www.zeon.com.twLSIchips1967(30nm)(10nm)Diodes,Transistorwww.pdfwizard.com1957DocuComPDFTrialPMOSSiGeMolecularTTLNMOSCMOSCMOSCMOSCMOSDevice1947ZeonPDFDriverTrialDevices（几何域）195719671977

7、19871997200X201X20XX（4）“红墙”问题对体系结构的影响一是线的延迟比门的延迟越来越重要，在过去的技术中，导线是用来连接逻辑门的，在今后的技术中，导线是用逻辑门来连接的，为此，设计上要采用局部通信技术。二是特征尺寸已小得使芯片缺陷不可避免，设计上要采用避错的自主重构技术。www.zeon.com.tw三是漏电流与功耗变得非常重要，设计上要采www.pdfwizard.com用功耗的自主管理技术DocuComPDFTrial。ZeonPDFDriverTrial2