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《支持altivec技术的多媒体协处理单元的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第25卷第10期计算机应用研究Vo.l25No.102008年10月ApplicationResearchofComputersOc.t2008*支持AltiVec技术的多媒体协处理单元的研究黄小平,樊晓桠,张盛兵(西北工业大学计算机学院,西安710072)摘要:通过对嵌入式处理器进行多媒体处理能力的扩展可增强其对多媒体数据的处理能力。以32bit龙腾嵌入式处理器为基础,研究AltiVec技术以及超标量技术,设计了该处理器中支持AltiVec技术的多媒体协处理单元。该单元采用五级流水线,将指令动态调度技术分配到不同的流水线中,在提高处理性能的同时保证了设计频
2、率。通过多媒体基准程序测试,该单元的指令IPC为1.2,SMIC0.18m工艺库下,频率为350MHz,该协处理单元提高了龙腾处理器的性能。关键词:龙腾处理器;AltiVec技术;动态指令调度技术;流水线中图分类号:TP303文献标志码:A文章编号:10013695(2008)10316104ResearchonmultimediacoprocessorunitbasedonAltiVectechnologyHUANGXiaoping,FANXiaoya,ZHANGShengbing(SchoolofComputer,Northwes
3、ternPolytechnicalUniversity,Xian710072,China)Abstract:Tospeeduptheprocessingonthemultmiediainformation,amultmiediacoprocessorunitcanbemiportedintotheembeddedprocessor.ThepaperpresentedamethodtomiplementAltiVectechnologyontheLongtiumprocessor,itmainlyfocusedontheresearchoftheAltiVe
4、ctechnology,dynamicinstructionschedulingandpipeline.ItwasdemonstratedthearchitecturecouldupgradetheperformanceoftheLongtiumprocessor.Keywords:Longtiumprocessor;AltiVectechnology;dynamicinstructionschedulingtechnology;pipeline面向多媒体信息处理的程序中存在大量的循环操作,每次元时,易实现快速的指令译码,并且易于在指令执行过程进行循环迭代
5、是对不同的数据执行相同的高度规则的处理,而且数流水线操作。[1]据的宽度一般是8bit或者16bit。采用32bit或者64bit的处理器核对多媒体数据逐一进行处理,存在资源的浪费,为此各大微处理器公司都对其处理器进行了多媒体处理能力的扩[2,3]展。Intel公司的SSE2、SSE3技术,Sun公司UltraSparc微[3,4][3]处理器的VIS技术,MIPS微处理器的MDMX技术等。龙腾处理器是西北工业大学研制的面向航空应用的32bit2多媒体协处理单元控制逻辑架构[5]嵌入式处理器,该处理器采用PowerPC体系结构,与Motoro21龙腾处理
6、器结构la公司的MPC750处理器全兼容。为了提高该系列微处理器对多媒体类信息的处理能力,本文根据龙腾处理器的体系架龙腾处理器是采用PowerPC体系架构的32bit超标量[7]RISC处理器,它采用顺序双发射、指令乱序执行、顺序完成构、AltiVec技术以及指令动态调度技术,研究设计了具有动态机制,具有独立的定点处理单元和浮点处理单元,支持精确异指令调度能力的多媒体协处理单元。常处理。1AltViec技术22多媒体协处理单元的架构设计需求AltiVec技术是Motorola公司、IBM公司以及Apple公司为该多媒体协处理单元是整个龙腾处理器的一个协处理
7、单元。由于龙腾处理器采用顺序双发射体系结构,在其完成队列了使采用PowerPC体系结构的通用处理器具有多媒体处理能资源可用情况下,其发射逻辑每周期可向多媒体协处理单元发力而联合开发的SIMD(单指令流多数据流)技术。AltiVec技[6]射两条多媒体指令,同时发射逻辑在完成队列里为发射的多媒术扩展了通用PowerPC体系结构指令集,定义了独立的32体指令申请对应的完成槽,以维持程序执行的顺序一致性。该128的向量寄存器堆,因此AltiVec指令可以与定点指令和浮多媒体协处理单元在满足时序约束的条件(SMIC018m工点指令并行执行。AltiVec技术定义了
8、四种数据元素,指令的艺,
