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《国防科学技术大学》 2010年
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纳米GHz级CAM全定制设计

张甲兴  
【摘要】: 微处理器内核关键路径上TLB由Data阵列和Tag阵列组成。Data阵列由SRAM实现,而Tag阵列通常由CAM实现。CAM通过并行快速匹配支持TLB加速虚实地址转换。因此,CAM的速度对微处理器性能产生深远影响。采用全定制方法设计的CAM速度快、面积小,具有广泛的应用价值和重要的实践意义。 本文的主要贡献和创新点有: 优化了双匹配线结构设计。将分级匹配线的思想引入双匹配线结构,与原有结构相比,匹配操作获得更快的速度; 优化了译码器设计。用两3-8译码器实现一个6-64译码器,两3-8译码进行预译码,并且实现的6-64译码器采用分割字线的方式两边驱动字线,均衡字线负载,提高译码速度; 全定制实现了满足TLB性能要求的高速CAM。CAM的读和写操作在时钟正周期进行地址译码,时钟负周期进行测试读和数据写;匹配操作在时钟正周期进行。版图后模拟结果表明,最差情况下,读操作时间为688ps,写操作时间为645ps,匹配操作时间为382ps;版图面积0.11mm2。 本文还基于65纳米CMOS工艺,研究了CAM位单元的容软错技术,提出了两种具有容软错功能的CAM位单元,实验表明这两种CAM位单元具有较强的容软错效果。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP333

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 赵亚丽;半定制与全定制混合流程时钟网络设计[D];国防科学技术大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 顾沧海;韩益锋;巫建明;闵昊;;一种高速低功耗内容寻址存储器的设计[J];复旦学报(自然科学版);2005年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 乐大珩;低功耗存储器设计研究及在ROM中的实现[D];国防科学技术大学;2005年
2 侯进永;低功耗TLB设计关键技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王恒娜;访问局部性原理在Cache系统优化及设计中的应用[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2004年04期
2 宋静,姚晟;计算机性能评价与测试的主观误区研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年01期
3 汤伟;黄永灿;;单芯片多处理器中Cache一致性的分析[J];安阳师范学院学报;2009年02期
4 周正华;;CMOS或非门的电压传输特性的分析[J];承德民族师专学报;2011年02期
5 赵青云;;基于传感技术的汽车超载拒启动设计[J];传感器世界;2010年06期
6 包得海;火克华;;“Cache-主存”和“主存-辅存”存储层次的对比分析[J];电脑学习;2010年06期
7 郑瑞锋;谭亚军;;基于格雷码的异步FIFO存储器的设计[J];电脑知识与技术;2010年26期
8 莫乾坤 ,徐元欣 ,程方;基于RISC技术的8位微控制器设计[J];单片机与嵌入式系统应用;2004年05期
9 谢剑斌;李沛秦;闫玮;刘通;丁文霞;;在“数字电子技术”教学中培养学生创新能力[J];电气电子教学学报;2010年06期
10 何常德;张国军;刘俊;;“集成电路分析与设计”课程的实验教学方法改革[J];电气电子教学学报;2011年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 陈经野;吴巨红;张开圣;陈曾平;张银福;;一种共享存储式SOPC并行系统的设计与实现[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
2 冯国柱;陈吉华;宋芳芳;张子杰;;高速多端口寄存器文件的可测性设计[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
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 何义;流体系结构指令管理及系统虚拟化仿真技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 伍湘君;GRAPES高分辨率气象数值预报模式并行计算关键技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
3 郭御风;面向多核微处理器芯片的高效能I/O体系结构及其实现技术[D];国防科学技术大学;2010年
4 宋辉;量子计算机体系结构及模拟技术的研究与实现[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2003年
5 张春森;序列立体图象三维运动物体定位与跟踪[D];武汉大学;2004年
6 车永刚;科学计算程序性能分析与优化关键技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 姜晶菲;可重构密码处理结构的研究与设计[D];国防科学技术大学;2004年
8 沈立;动态VLIW体系结构关键技术研究与实现[D];国防科学技术大学;2003年
9 侯方勇;存储系统数据机密性与完整性保护的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
10 倪晓强;通用并行向量密码处理器研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 谭传武;高性能BICMOS电荷泵电源管理芯片设计[D];湖南工业大学;2010年
2 韩振江;基于PowerPC片上高速缓存的设计[D];西安电子科技大学;2011年
3 康颖;支持异构并行多处理器的SRAM控制接口模块的设计研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 但慧明;锁相环的研究与设计[D];江南大学;2011年
5 蔡艳慧;MCU系统的低功耗研究和设计[D];江南大学;2011年
6 王重阳;单、双、扩展精度自适应浮点乘、除和开方运算单元的实现[D];华北电力大学(北京);2011年
7 高金华;基于多核的任务调度研究与实现[D];中南大学;2010年
8 缪露鹏;PCI Express端点IP核设计[D];电子科技大学;2011年
9 冯垚学;三维感应测井放大和监控电路模块设计[D];电子科技大学;2011年
10 赵娜;三分量感应测井发射与处理电路的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 高博,龚敏;基于FPGA的可控分频器研究与设计[J];电子工程师;2003年06期
2 古良玲,杨永明,郭巧惠;基于FPGA的半整数及整数分频器的参数化设计[J];电子器件;2005年02期
3 王耀琦;王小鹏;王静;;基于CPLD/FPGA的任意分频器设计研究与仿真[J];兰州交通大学学报;2010年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 魏堃;跨时钟域信号同步技术研究[D];西安电子科技大学;2009年
2 谭全林;指令缓存数据阵列的设计与实现[D];国防科学技术大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 郭阳,李暾,李思昆;微处理器功能验证方法研究[J];计算机工程与应用;2003年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张汉林;JX微处理器指令CACHE的设计与验证[D];国防科学技术大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何静彦,柯明杨;创成式CAPP的工序组合问题探讨[J];成组技术与生产现代化;1990年05期
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3 马佳,何国森;论中国MRPⅡ/ERP的持续发展[J];机电一体化;1999年03期
4 林幸燕;模具CAD/CAM技术及其应用[J];三明高等专科学校学报;1999年S2期
5 李强,李克旺,刘艳玲,王慧;在CAD/CAPP/CAM 集成化系统中基于特征零件模型的建立(英文)[J];天津理工学院学报;1999年03期
6 富毅和;B样条曲面法在数控编程中的应用[J];太原理工大学学报;1999年05期
7 邱胜海;一种简易CAD/CAM系统的开发研究[J];机械制造与自动化;1999年05期
8 周柏森;曲面模型的数控加工[J];光电对抗与无源干扰;2002年04期
9 张鹏;CAD/CAM/NC在摩托车缸头压铸模具中的应用[J];铸造技术;2003年03期
10 秦圣峰,邵平平,周承高,李正凡;实用CAD/CAPP/CAM集成化系统研究[J];华东交通大学学报;1993年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张月;赵莹;崔颖;魏晓晴;高颖;;Ca~(2+)/CaM调节平滑肌肌球蛋白轻链激酶非激酶活性研究[A];“基因、进化与生理功能多样性”海内外学术研讨会暨中国生理学会第七届比较生理学学术会议论文摘要[C];2009年
2 朱翠玲;牛媛媛;朱明军;刘新灿;刘红军;秦海风;何卫士;孙彦琴;;水蛭对鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)血管生成的影响[A];中华中医药学会心病分会全国第十二次学术年会暨中华中医药学会心病分会换届选举工作会议论文精选[C];2010年
3 朱翠玲;牛媛媛;朱明军;刘新灿;刘红军;何卫士;;水蛭对鸡胚绒毛尿囊膜(CAM)血管生成的影响[A];中华中医药学会血栓病分会第四次学术研讨会暨广东省中医药学会血栓病专业委员会首届学术研讨会论文集[C];2010年
4 许良栋;毛善国;孙志刚;张皓;;CAM存储器功能模型的研究与实现[A];计算机技术与应用进展·2007——全国第18届计算机技术与应用(CACIS)学术会议论文集[C];2007年
5 田中俊;;利用数据库触发器实现自动定时报表[A];2008'中国信息技术与应用学术论坛论文集(二)[C];2008年
6 张远平;;CAM技术的近况[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
7 祝光礼;范翠娟;陈铁龙;钱宝庆;;黄芪失笑散对鸡胚绒毛尿囊膜促血管生成实验研究[A];第八次全国中西医结合心血管病学术会议论文集[C];2007年
8 李佳;张洁雨;李岩;;核桃树皮提取物对新生血管生成的影响[A];2008年中国药学会学术年会暨第八届中国药师周论文集[C];2008年
9 关宝英;;【鼠标导航】——数控加工自动编程新方法的研究[A];第13届全国特种加工学术会议论文集[C];2009年
10 李玉东;徐寅晖;宋媛媛;曾大治;;1 GHz高速多通道数据采集系统设计[A];全国第4届信号和智能信息处理与应用学术会议论文集[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 霍晓丽;聂辰席会见美国CAM出版社访问团[N];河北日报;2010年
2 德圆;2015年我国服装CAD和CAM普及率将达30%、15%[N];中国服饰报;2011年
3 王中阳 五院党委副书记;制造信息化铺就飞天路[N];中国航天报;2009年
4 特约作者 树子;“GHz”智能手机大战[N];电脑报;2010年
5 成都 生为 编译;输出端可扩展的译码器[N];电子报;2011年
6 本报记者 方圆;中望软件正式推出3D版[N];中国新闻出版报;2010年
7 本报记者 王延斌;山东:在开放的创新中超越[N];科技日报;2011年
8 本报记者 李佳师;国产三维CAD/CAM:产学研携手突围[N];中国电子报;2009年
9 赵旭;谁催生了病毒经济[N];湖南经济报;2001年
10 刘喜喜;中欧信息社会项目年会在京召开[N];中国计算机报;2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李敏;金属板材渐进成形CAM技术研究[D];华中科技大学;2012年
2 梁全;叶轮五坐标数控铣削CAM和CNC关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 李刚;基于直线电机的微细电火花加工系统及其关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
4 董颖怀;一种微型涡轮发动机的关键结构及其制造技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 周妙苗;关于吸入麻醉药对体内及体外Ca~(2+)-CaM系统影响的初步研究[D];华中科技大学;2012年
6 戴谷;钙调蛋白和polo-like激酶1对哺乳动物细胞有丝分裂进入调控机理研究[D];南京师范大学;2005年
7 许树成;Ca~+-CaM活化型蛋白激酶在ABA诱导的玉米叶片抗氧化防护过程中的作用[D];南京农业大学;2009年
8 周建涛;外源钙调素对梨自交不亲和性花粉管钙信号的调控作用[D];南京农业大学;2009年
9 孔令军;LDPC码的研究及其在吉比特60-GHz无线个域网中的应用[D];北京交通大学;2011年
10 陈志健;1.8 GHz微波对X射线和阿霉素致淋巴细胞DNA损伤修复及对蛋白表达的影响[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张甲兴;纳米GHz级CAM全定制设计[D];国防科学技术大学;2010年
2 曲绍卫;一种基于65nm工艺高速相联存储器(CAM)全定制设计[D];国防科学技术大学;2010年
3 魏强;一种运用新型单元和匹配线的CAM全定制设计[D];国防科学技术大学;2011年
4 陶峰;锥双螺杆专用CAM系统的研发与设计[D];沈阳工业大学;2011年
5 胡芬;CAM血管新生量化的自动分析[D];长春工业大学;2011年
6 易籽林;Ca~(2+)和CaM在乙烯诱导的紫花擎天凤梨花芽孕育及发端中的作用机理研究[D];海南大学;2010年
7 赵增林;典型自动铺放系统的机构改进及CAM技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
8 李书豪;基于BICS的抗多位翻转CAM设计[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 张玉芳;激光淬火热处理CAM系统的研究[D];青岛科技大学;2010年
10 曹琨;基于Linux图形交互式线切割CAM软件实现技术研究[D];上海交通大学;2010年
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