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多核处理器高性能ALU单元设计研究.pdf
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度和功耗对整个微处理器性能具有重要的影响。本文深入研究了ALU的结构和核
心加法器原理，根据网络处理器中微处理器的特点，实现了一种应用于微引擎的
32位ALU部件。该ALU支持32位微引擎的所有逻辑运算和算术运算指令。通过
采用全定制设计方法，在算法、电路、版图等各个层次分别进行设计优化，使ALU
的性能得到提升。
通过对现有ALU结构和加法器原理进行分析研究，在普通并行前缀加法器基
础上进行改进，采用不等位分组实现进位的方法，即在组内采用并行前缀进位、
组外采用串行进位的方法实现加法器进位。
为了降低电路的晶体管数量，减小芯片面积，采用传输管逻辑作为ALU的电
路实现方式，并通过理论计算和Spice仿真两种方式对关键路径的参数进行优化。
用HspiCe在频率为500M}Iz，电源电压为2．5V的条件下进行仿真，延时为0．84璐，
平均功耗为40mw，晶体管数量为5008。
在O．25um工艺的典型条件下，借助Calibre完成ALU全定制版图物理检查及
寄生参数提取。用Hspice仿真所实现版图的关键路径延时为1．1ns，平均功耗为
48mw，版图面积为0．054nm2。
关键词：ME ALU并行前缀加法器全定制版图
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- ＣＮ４３—１２５８／ＴＰ ｌＳＳＮ ｌ００７—１３０Ｘ 计算机工程与科学 ＣＯＭＰｌ丌、ＥＲ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＳＣｌＥＮＣＥ ２００９年第３１卷第Ａ１期 Ｖ０１．３１。Ｎｏ．Ａ１，２００９ 文
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向豆丁求助：有没有多核处理器层次化存储体系研究?
