收藏本站
《湖南大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

嵌入式DSP处理器的设计与验证

黎宝峰  
【摘要】:信息社会的发展,在很大程度上取决于信息与信号处理技术的进步。许多应用系统,如移动电话、数字电视和工业设备等,都需要高性能可编程数字信号处理器。与专用集成电路相比,数字信号处理器由于其可编程特性而更为灵活地应用于实际系统。为满足高端数字系统的需求,高性能数字信号处理器需要具备几十亿次乘累加运算的操作能力。 针对当前高性能数字信号处理器的巨大应用需求,中科院微电子研究所承担了国家863计划重大专项——高性能数字信号处理器的开发。作为此项目的一部分工作,我们设计了一个16位嵌入式定点数字信号处理器,名为μDSP。本论文主要论述了μDSP的设计与验证。 首先,本论文讨论了处理器设计的一般原理,从指令系统、流水线、存储系统三个方面进行了重点阐述,然后进行了数字信号处理器的体系结构设计,其主要特点为:改进的哈佛总线结构、六级流水线、特殊的指令系统和灵活多样的寻址方式等。 在体系结构设计的基础上,根据嵌入式数字信号处理器的设计特点和要求,完成了μDSP的寄存器传输级(RTL)设计。嵌入式设计的特点有:RTL代码的可复用性、尽量不采用全定制设计方法来提高性能、一般不包括各种外围和接口等。 同时,还考虑了可测性设计的问题。在设计的早期就充分考虑到测试的需求,实施可测试性设计,能降低将来测试生成的复杂度、提高故障覆盖率、降低测试成本。在μDSP中,加入了JTAG边界扫描结构和RAM内建自测试逻辑,提高芯片的可测性。 最后,对μDSP的设计进行了严格的功能验证和时序验证。在功能验证上,采取模拟仿真和形式验证相结合的策略;在时序验证上,采用了目前应用最广泛的静态时序分析方法。各种验证方法的综合应用,使得验证工作取得了圆满成功,为整个芯片的投片成功奠定了坚实的基础。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TP332

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 张琨;兼容TMS320C54xDSP数据通路设计[D];西北工业大学;2006年
2 向奔;一种DSP数据通路的设计实现[D];上海交通大学;2008年
3 张朝华;一种16位数字信号处理器内核的研究与设计[D];上海交通大学;2008年
4 孙偲彦;数字信号处理器中的乘加器设计及其低功耗优化[D];上海交通大学;2010年
5 向奔;一种DSP数据通路的设计实现[D];上海交通大学;2009年
6 秦义辉;综合孔径微波辐射计信号处理实时性分析[D];华中科技大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 来金梅;片上系统芯片设计与静态时序分析[J];半导体技术;1999年06期
2 琼月;DSP技术的应用和发展[J];电子产品世界;2002年09期
3 高梅国,何佩琨,王飞;数字信号处理器DSPs的发展[J];电子技术应用;2000年05期
4 张盛兵,高德远;32位微处理器的边界扫描设计[J];航空电子技术;2000年01期
5 杨文华,罗晓沛;专用集成电路的设计验证方法及一种实际的通用微处理器设计的多级验证体系[J];计算机研究与发展;1999年06期
6 廖晓群,蔺丽华;数字信号处理器的新发展及应用[J];陕西煤炭技术;2000年03期
7 汪西虎,梁松海,李美云,刘佑宝;一款通讯专用SOC设计的验证[J];微电子学与计算机;2002年12期
8 胡剑,沈绪榜;部分译码方式桶式移位器及其VHDL实现[J];微电子学与计算机;2003年02期
9 张军,赵静;DSP芯片的特点及其应用[J];现代电子技术;2001年11期
10 吕涛,李华伟,尹志刚,刘国华,李晓维,樊建平;通用CPU设计中的模拟验证技术及应用[J];系统仿真学报;2002年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘放;杨杨;明军;;一种时空采样矩阵的确定方法[J];安徽大学学报(自然科学版);2006年04期
2 邵若莉,孙鹤泉,孙延维,王平让;全场冰漂流测量技术研究[J];冰川冻土;2003年S2期
3 王学香,陆生礼,时龙兴;一种带有IrDA功能的UART芯片的设计研究[J];半导体技术;2001年11期
4 曾庆立,孟凡斌,杨永东;高频脉冲数字功率表[J];半导体技术;2004年01期
5 蔡敏,史伟伟,黄明文;基于RSA算法的大数乘法器设计[J];半导体技术;2005年08期
6 李侠,孙慧,章倩苓;基于双比特算法的新型除法器(英文)[J];半导体学报;2004年06期
7 黄瑶,余祖俊,赵爱菊;以80C196KB为核心的一个数据采集分析仪[J];北方交通大学学报;1996年04期
8 安霆,杨百顺,庄会满,胡勇;某型高炮随动系统测试平台的设计[J];兵工自动化;2004年02期
9 李瑞娥,费文晓,姚远程,韩雪梅;宽带信号数字解调在SystemView上的仿真[J];兵工自动化;2005年01期
10 吴红金,李兴国;一种用于毫米波辐射计的快速目标识别方法[J];兵工学报;1996年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王耀文;陈强;王海燕;张慧;朱轶峰;;等离子弧小孔效应的声音信号处理[A];第九次全国焊接会议论文集(第2册)[C];1999年
2 陈智勇;;“计算机组成原理”课程中高速除法知识的探讨[A];中国电子教育学会高教分会2010年论文集[C];2010年
3 闫磊;王同庆;;基于LabView的n倍频程实时采集分析系统设计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
4 邓晓;邓智;刘以农;;数字滤波算法的噪声比较[A];第十三届全国核电子学与核探测技术学术年会论文集(上册)[C];2006年
5 徐晓彤;王向周;郭建勋;刘春华;;基于LabVIEW的虚拟频谱分析仪设计[A];先进制造技术论坛暨第三届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2004年
6 张波;李素华;朱思俞;;语音合成中的基频处理[A];第四届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];1996年
7 李建华;林品荣;何畏;郑采君;;MT时间序列的FIR数字滤波分析[A];勘探地球物理2007年学术交流会论文集[C];2007年
8 魏洪峰;;多普勒天气雷达速度测量误差试验方法[A];中国气象学会2005年年会论文集[C];2005年
9 宋绯;刘晓宁;;DSP/MCU结构的新型处理器[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
10 严义;张晋茂;包健;;在线电磁流量计信号分析方法的研究[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈泽祥;数字电视相关技术的研究及新型投影机的研制[D];电子科技大学;2000年
2 董研;发育性偏颌畸形与颈椎功能紊乱的相关性研究[D];第四军医大学;2001年
3 胡永华;深亚微米理论及IP核设计技术的研究[D];合肥工业大学;2001年
4 孙颖楷;内燃机智能故障诊断系统的研究及应用[D];重庆大学;2001年
5 曹龙汉;柴油机智能化故障诊断技术研究[D];重庆大学;2001年
6 赵焕东;相位测量轮廓术的理论研究及应用[D];浙江大学;2001年
7 侯波;基于小波变换消除遥感图像噪声[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2002年
8 陈刚;混合集成微型光纤光谱仪的研究[D];重庆大学;2002年
9 谭启泉;一种新型无线感应系统理论及其应用[D];西南交通大学;2003年
10 张旭东;多种测角体制下宽带高分辨雷达导引头目标识别理论方法与应用研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 舒中宾;基于DSP的永磁同步电机伺服控制系统的设计[D];中南林业科技大学;2006年
2 刘仍稳;ASIP的流水线以及参量化设计[D];西安电子科技大学;2011年
3 赵佳良;异构多核网络处理器中高性能共享存储器系统关键技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 陈敬洋;基于多核包处理器的高速数据交换总线设计研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 李德超;基于PowerPC体系结构X型微处理器整数单元的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
6 赵昌伦;基于.Net平台的分布式工作流管理系统的研究与实现[D];西安电子科技大学;2009年
7 王彦龙;面向网络处理器的非抢占式硬件多线程技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 高祖汉;高性能DSP的二级高速缓存设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
9 姚金;SOC中IP核设计关键技术研究与实现[D];西安电子科技大学;2009年
10 敖思远;Power PC的前端验证设计与实现[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 韩泽耀,韩雁,郑为民;一种高速实时定点FFT处理器的设计[J];电路与系统学报;2002年01期
2 朱希志,罗良进;纵谈DSP的发展及应用[J];电脑知识与技术;2004年35期
3 张辉 ,胡广书;DSP的特点、发展趋势与应用[J];电子产品世界;2004年09期
4 石碧,程伟综,何晓雄;16×16位带符号/无符号基于RTL级实现的可综合的高速乘法器[J];电子工程师;2003年06期
5 刘佳;焦斌亮;;FPGA的发展趋势及其新应用[J];电子技术;2008年04期
6 陈智勇;;流水线微处理器的设计与实现[J];桂林电子科技大学学报;2007年03期
7 刘党辉,沈兰荪;DSP芯片及其在图像技术中的应用[J];测控技术;2001年05期
8 安印龙,许琪,杨银堂;并行加法器的研究与设计[J];晋中师范高等专科学校学报;2003年04期
9 郑德春;姚庆栋;刘鹏;余巧艳;陈继承;;可测性DSP软硬件协同仿真验证平台设计[J];江南大学学报;2005年06期
10 贾琳,樊晓桠;32位RISC微处理器流水线设计[J];计算机工程与应用;2005年14期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 李涛;高性能数字信号处理器的研究与设计[D];西北工业大学;2002年
2 郑伟;多媒体应用的高性能数字信号处理器功能部件结构设计研究[D];浙江大学;2003年
3 李侠;低功耗嵌入式微处理器的VLSI设计研究[D];复旦大学;2004年
4 朱路;直接采样微波辐射计性能分析及关键技术研究[D];华中科技大学;2009年
5 陈柯;综合孔径微波辐射成像系统关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 范靖;DSP处理器数据通路设计[D];西北工业大学;2001年
2 荆元利;DSP处理器系统结构研究[D];西北工业大学;2002年
3 周昔平;高速数字电路的微系统结构研究[D];西北工业大学;2002年
4 王新刚;多线程处理器存储结构研究[D];西北工业大学;2004年
5 刘志碧;16位高性能嵌入式数字信号处理器的研究与设计[D];湖南大学;2003年
6 余巧艳;数字信号处理器的流水结构设计及验证研究[D];浙江大学;2005年
7 袁建中;数字信号处理器的设计研究[D];浙江大学;2005年
8 易海峰;复杂指令集快速译码设计[D];西北工业大学;2005年
9 孙庆;高性能DSP指令控制部件优化设计研究[D];国防科学技术大学;2004年
10 周建;可配置RISC核的设计及验证应用研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 应继宏;张盛兵;;基于DSP处理器的加法器的设计[J];微电子学与计算机;2007年12期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 刘卫华;16位数字信号处理器IP核的开发[D];哈尔滨工业大学;2007年
2 张嘉琛;数字信号处理芯片中的高性能算术逻辑单元设计[D];上海交通大学;2010年
3 秦义辉;综合孔径微波辐射计信号处理实时性分析[D];华中科技大学;2012年
4 李辉华;PowerPC处理器整数运算单元的设计与实现[D];西安电子科技大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 刘党辉,沈兰荪;DSP芯片及其在图像技术中的应用[J];测控技术;2001年05期
2 陆燕;张盛兵;高德远;;边界扫描单元结构的设计与实现[J];微电子测试;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沈绪榜;嵌入式MPP处理器的发展[J];电子产品世界;2005年21期
2 于永斌;徐洁;吴晓华;王华;丁旭阳;;多核时代的“计算机系统结构”课程[J];计算机教育;2011年06期
3 罗沛霖;罗晋;凯睿;Steve Novack;Victor Berman;;混合式可重构数字多核并行处理器平台[J];前沿科学;2008年04期
4 ;通过FLIX指令结构提高可配置处理器计算性能[J];电子设计技术;2006年02期
5 许珊琳;;ARM公司的多处理技术[J];中国集成电路;2006年05期
6 ;龙芯2号增强型处理器Loongson2E[J];中国集成电路;2008年02期
7 王莹;;Wind River为Altera软核NiosII提供Linux支持[J];电子产品世界;2009年04期
8 郭从征;王沁;;低速率声码器芯片设计[J];河北工业大学成人教育学院学报;2005年04期
9 赵德斌,陈耀强,胡良校;Feig快速DCT算法及其处理器的体系结构设计[J];计算机研究与发展;1998年12期
10 Peter Coffee;;快不是唯一标准[J];每周电脑报;1999年44期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 彭林;张小强;刘德峰;谢伦国;田祖伟;;一种挖掘多核处理器存储级并行的算法[A];第15届全国信息存储技术学术会议论文集[C];2008年
2 陈虎;欧彦麟;陈海波;;面向多核处理器平台的并行Hash JOIN算法设计与实现[A];NDBC2010第27届中国数据库学术会议论文集(B辑)[C];2010年
3 陈虎;罗伟良;干芸芸;;Multi_MINT:一个基于MINT的多核处理器模拟器[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(B辑)[C];2011年
4 何军;王飙;;通用多核处理器发展现状和趋势研究[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
5 周巍;孙冰;战立明;吕建华;王国仁;于戈;;基于DOM模型的XML查询处理器的设计与实现[A];第十八届全国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2001年
6 王海鹏;倪远平;;U-boot在mini2440平台上的移植方法[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年
7 胡杏;胡瑜;李晓维;;基于存储级并行的同时多线程电压紧急容错技术[A];第十四届全国容错计算学术会议(CFTC'2011)论文集[C];2011年
8 王庆;季振洲;刘涛;;面向嵌入式多核存储层次的OpenMP优化研究[A];2010年第16届全国信息存储技术大会(IST2010)论文集[C];2010年
9 李勇;刘胜;甄体智;;C64x+DSP内核分析及其性能评价[A];第15届全国信息存储技术学术会议论文集[C];2008年
10 刘滔;毛宇光;徐洁磐;;CBase查询执行引擎的设计与实现[A];第十八届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 温庆生 特约记者 王握文;“算盘王国”新传奇[N];光明日报;2010年
2 学健 编译;Linux:一种趋势[N];计算机世界;2001年
3 心元;PC“心脏”的搏击[N];计算机世界;2004年
4 本报记者 汤铭;“天河一号” 跃居世界榜首[N];计算机世界;2010年
5 ;Microsoft Embeded OS缩小的桌面系统[N];中国计算机报;2001年
6 本报记者 薛仁 王握文 特约通讯员 司宏伟;超越之路[N];解放军报;2010年
7 本报记者 张群英;10年布局IBM豪赌“一种服务器”[N];网络世界;2002年
8 ;HP为Itanium提供Linux开发工具包[N];计算机世界;2000年
9 井之;新一代安腾处理器[N];网络世界;2002年
10 米笑;安全实现接入端业务汇聚[N];中国计算机报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 徐光;分片式流处理器体系结构[D];中国科学技术大学;2010年
2 孙涛;面向动态异构众核处理器的任务调度研究[D];中国科学技术大学;2013年
3 刘德峰;面向存储级并行的多核处理器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
4 李静梅;多核处理器的设计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 朱海涛;面向高密度计算的多核处理器结构研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 刘谷;可重构众核流处理器上的编译与程序优化技术[D];中国科学技术大学;2013年
7 陈虎;面向应用的指令集处理器关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
8 黄立波;片上集群体系结构关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 张惠臻;可重构指令集处理器设计中的软件重定向关键技术研究[D];中国科学技术大学;2010年
10 许牧;可重构众核流处理器体系结构关键技术研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵丽丽;基于TTA内核的流处理器设计的研究[D];上海交通大学;2010年
2 董珍;异构多核处理器的任务调度分配问题及算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 尤凯迪;高性能低功耗多核处理器研究[D];复旦大学;2011年
4 钟松延;可配置可扩展处理器编译器设计[D];天津大学;2012年
5 刘子扬;基于虚拟计算群的众核处理器动态在线任务调度算法研究[D];上海交通大学;2013年
6 盛肖炜;多核处理器内部核间通信研究[D];沈阳理工大学;2013年
7 董正杨;乱序处理器指令吞吐量平稳化的动态调节方法研究[D];华中科技大学;2012年
8 闵银皮;同构通用流多核处理器存储部件关键技术研究[D];国防科学技术大学;2012年
9 叶新栋;一种Java处理器的体系结构设计与研究[D];复旦大学;2011年
10 马媛;基于多核处理器平台的分流模块的设计与实现[D];北京交通大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026