RlSC芯片MMU電路設(shè)計(jì).pdf

1、本文主要介紹了一款RlSC（精簡(jiǎn)指令集）結(jié)構(gòu)的CPU的MMU（存儲(chǔ)器管理單元）的設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的過程。
　　MMU已經(jīng)成為高性能的CPU所必須的一個(gè)有機(jī)組成部分，而現(xiàn)在的高性能的CPU幾乎全都設(shè)置有片上cache（緩沖存儲(chǔ)器）以加快訪問主存速度，提高系統(tǒng)性能。本文根據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的要求探討了MMU的設(shè)計(jì)方法，并介紹了實(shí)際的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)過程，重點(diǎn)研究了MMU的各種算法、設(shè)計(jì)的流程、設(shè)計(jì)結(jié)果和性能分析，成功設(shè)計(jì)了一款滿足項(xiàng)目要求的，具有較

2、廣的適用性的MMU。
　　本芯片在設(shè)計(jì)過程中，參考了一些同類型的芯片，借鑒國(guó)微公司以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，走創(chuàng)新改進(jìn)的路子，比同類產(chǎn)品有許多優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)新改進(jìn)之處。首先它采用4路組相聯(lián)映射結(jié)構(gòu)，高效的LRU替換策略和靈活的寫策略，在這三種機(jī)制共同保障下，可使該芯片的cache命中率高達(dá)97％以上，使cache成為名副其實(shí)的命中率非常高的高速緩沖存儲(chǔ)器；其次是我們精心設(shè)計(jì)的存儲(chǔ)單元的讀寫控制及靈敏放大電路，快速的地址譯碼電路，使該cache的速

3、度可以輕松應(yīng)付CPU主頻滿負(fù)荷運(yùn)行，滿足項(xiàng)目設(shè)計(jì)的高速要求；再次，由于該芯片的設(shè)計(jì)、布局相對(duì)獨(dú)立、相對(duì)完整，可以作為一個(gè)完整的模塊，與其它微控制器和微處理器有機(jī)組合起來，為其所用，使其整體性能得到大幅度的提高。這使得國(guó)微公司以后可以在其它不同類型的微控制器或微處理器的設(shè)計(jì)中可以在此基礎(chǔ)之上，稍作改動(dòng)即可使用。這種設(shè)計(jì)的靈活性減少了設(shè)計(jì)開發(fā)的時(shí)間、風(fēng)險(xiǎn)以及費(fèi)用，從而用最快捷的方法實(shí)現(xiàn)最經(jīng)濟(jì)的解決方案；另外，由于設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化和設(shè)計(jì)工具的使