浅谈嵌入式处理器体系结构

嵌入式系统一般指非PC系统,它包括硬件和软件两部分。其中嵌入式处理器是嵌入式系统硬件的核心。详细介绍了流行的嵌入式处理器体系结构及性能,分析了嵌入式处理器对嵌入式系统性能的影响及发展趋势。

为4D无线通信设计基于软件无线电及变宽度SIMD处理器体系结构

软件无线电(SDR)处理器目前依然面临非常多的问题。通过对4G无线通信协议的算法研究,参照现存的面向4G无线通信的商业处理器,设计并实现了基于SDR及变宽度的4G无线通信SIMD处理器体系结构;通过对处理器工作模式的研究给出了处理器中处理单元(PE,Process Element)核标量流水线的硬件实现方案。最后,对流水线模块进行了逻辑综合仿真,验证了设计的正确性。

Feig快速DCT算法及其处理器的体系结构设计

离散余弦变换 (discrete cosine transform )是 JPEG和 MPEG中的关键技术之一 .当前MPEG的普遍应用是在解码中使用 ,一个解码的例子是 VCD,IDCT是静止 /运动补偿帧解码的关键部分 .为了要得到较好的性能 ,IDCT通常被硬件逻辑实现而嵌入产品中 ,但该方法有一个缺陷 ,那就是 IDCT的硬件逻辑实现不能完成 MPEG所需要的其它功能 ,如音频解码 ,视频 /音频的比特流可变长度解码等等 .文中提出的 Feig快速 DCT算法的并行顺序指令流实现 IDCT的处理器体系结构就能满足 MPEG的上述要求 .该处理器与硬件逻辑实现相比使用较少的硬件资源 ,剩余的计算能力还可以用于音频解码及视频

VLIW体系结构微处理器功能验证模型

为了系统而有效地设计微处理器功能验证激励,针对VLIW体系结构微处理器的结构特征,特别是多操作流水线并行特征,提出了VLIW体系结构微处理器的功能验证模型,基于该模型,针对一个规模为1500kbit等效逻辑门的VLIW体系结构微处理器,完成了功能验证方案的制定和105周期功能验证激励的设计.

流体系结构密码处理器存储系统的研究与设计

以信息安全设备的密码应用需求为基础,融合流体系结构处理器基本架构,设计出流体系结构密码处理器.文章主要研究和设计影响该处理器性能的瓶颈——流存储系统.此系统针对专用密码处理器的存储特点,并采用可配置化设计,满足密码应用对处理器存储系统灵活高效的要求.同时,该设计将层次化-分布-分体式存储、多数据通道流水并行化访存、流访存调度策略相结合,优化存储系统的访存效率,以提高该处理器的整体性能.研究结果表明,相比于典型密码处理器的存储设计,该设计的访存效率最高可提升约6倍.

处理器微体系结构安全研究综述

在CPU指令流水线中,为了提高计算机系统的执行效率而加入的Cache、TLB等缓存结构是不同进程共享的,因此这些缓存以及相关执行单元在不同进程之间的共享在一定程度上打破了计算机系统中基于内存隔离实现的安全边界,进而打破了计算机系统的机密性和完整性。Spectre和Meltdown等漏洞的披露,进一步说明了处理器微体系结构所采用的乱序执行、分支预测和推测执行等性能优化设计存在着严重的安全缺陷,其潜在威胁将涉及到整个计算机行业的生态环境。然而,对于微体系结构的安全分析,到目前为止尚未形成较为成熟的研究框架。虽然当前针对操作系统内核及上层应用程序的漏洞检测和安全防护方面已经有较为成熟的方法和工具,但这些方法和工具并不能直接应用于对微体系结构漏洞的安全检测之中。一旦微体系结构中出现了漏洞将导致其危害更加广泛并且难以修复。此外,由于各个处理器厂商并没有公布微体系结构的实现细节,对于微体系结构安全研究人员来说,微体系结构仍然处于黑盒状态,并且缺少进行辅助分析的工具。这也使得微体系结构的安全分析变得十分困难。因此本文从当前处理器微体系结构设计中存在的安全威胁入手,分析了其在设计上导致漏洞产生的主要原因,对现有处理器微体系结构的7种主流攻击方法进行了分类描述和总结,分析对比现有的10种软硬件防护措施所采用的保护方法及实用效果,并从微体系结构漏洞研究方法、漏洞防护及安全设计等方面,进一步探讨了处理器微体系结构安全的研究方向和发展趋势。

面向处理器微体系结构评估的高通量MicroBenchmark研究

基准测试程序是评估处理器微体系结构设计的重要手段,然而当前的基准测试程序无法有效全面地评估面向高通量应用的处理器微体系结构的设计.基于此,针对高通量应用的特征,提出了用于评估面向高通量应用的处理器微体系结构设计的基准测试程序——HTC-MicroBench.首先,提出一种基于应用特征的高通量应用分类方法,并基于此分类方法对高通量应用中的Workload进行分类.其次,针对高通量应用的特征,提出了一种基于线程的作业处理节点并行化模型,基于此模型完成了HTCMicroBench的设计和实现.最后,从作业并发性、作业之间的耦合性和Cache使用效率等指标对HTCMicroBench进行实验评估;并基于HTC-MicroBench对TILE-Gx和Xeon两种处理器的并行加速能力做了评估,高并发、低耦合和由Workload特征所体现出的不同Cache命中率的评估结果说明了HTCMicroBench能够准确刻画高通量应用的特征,并对面向高通量应用的处理器微体系结构的设计进行有效的测评.

FT2000A处理器嵌入式操作系统适配技术研究

文章介绍了一种嵌入式操作系统在国产FT2000A处理器上的适配方案。适配中解决的主要问题包括,系统引导程序开发、处理器体系结构适配和设备驱动开发三部分。文章以国产嵌入式操作系统天脉1为例,对该方案进行了验证,证明了方案的可行性。

FT1500A处理器性能测试方法研究

文章分析了国产FT1500A处理器的体系结构及特点,介绍了一种基于国产天脉1嵌入式实时操作系统的处理器性能测试方法。通过该方法对对国产FT1500A处理器进行了性能测试,证明了方法的可行性。

面向HPC的高性能微处理器研究进展

高性能计算HPC以其强大的计算能力成为关系国计民生的重要技术。作为高性能计算系统算力源泉的高性能微处理器,更是当前各国竞相争夺的技术高地,是高性能计算领域优势和实力的决定性技术。基于这一背景,以NVIDIA、Intel和AMD等主流处理器厂商面向HPC的高性能处理器架构为主要目标,从计算资源的组织方式、存储子系统设计和核间互连技术等3个关键方面展开了研究与分析,在此基础上对当前高性能微处理器的主流技术进行了总结和展望。本文的分析和结论能够为未来面向HPC的微处理器研究提供有益的参考。

网络处理器的研讨

网络处理器的应用研究被认为是推动下一代网络向高性能、灵活性方向发展的核心技术。本文从网络设备研制角度，对网络协议处理基本操作、网络处理器产生技术需求、基本功能、体系结构特点、产品现状、应用前景、未来发展进行研究。

旗舰级产品 AMD Athlon 64处理器全新亮相

在个人PC的发展历程当中,微处理器体系结构的发展扮演了非常重要的角色。在个人电脑的应用领域里,32位处理器占领个人电脑市场已经有18年的历史了。其实在企业应用领域,64位计算已经相当普及,例如64位RISC架构服务器、64位RISC架构工作站等。但是对于个人电脑应用来说,64处理器一直是一片空白。今年的九月底,AMD在中国推出全球第一款、也是惟一一款与Window嫌容的64位个人电脑处理器。AMD Athlon 64处理器的问世,突破了32位系统最大至4GB的内存寻址能力的极限,拥有高达180GB的内存寻址能力,而且,AMD 64架构能同时支持32位与64位运算,有很好的向下兼容性。

摩托罗拉推出新处理器

近日,摩托罗拉公司公布了MCF5307集成微处理器的细节,MCF5307是摩托罗拉紧凑可变长RISC ColdFire产品系列中的最新成员,是已推出的三款ColdFire处理器体系结构版本的第一个后续产品。 优越的性能 新芯片的多时钟核心CPU的功能比MCF5202高出2.5倍到3倍,它不需要外部存储系统;几乎比MC68EC040改进了2倍。MCF5307仍保持用于片上外围电路和简化片上功能的集成及降低器件功耗外部接口所需的低频领域。片上的多重累加(MAC)和硬件分配器能大大增加诸如打印机和大容量存储设备等目标系统功能。

IA-64处理器的技术变革

IA-64(Intel Architecture-64)是Intel公司1和HP公司合作开发的一种全新的通用64位处理器结构。该项开发计划包括合作开发新的64位指令集和编译器优化技术,还能与X86系列和PA-RISC系列的软件保持向后兼容。但它与其它任何一种64位的微处理器体系结构存在着根本的差异。它远不是IA-32位的X86系列体系结构的64位扩展,也不同于PA-RISC 64位体系结构,而是采用一种与上述两种体系结构完全不同的、兼有CISC和RISC两种成分,且实现了指令并行性的EPIC(显式并行指令计算)技术的体系结构。IA-64结构可以说是英特尔自80386确立IA-32架构以来最大的发展,IA-64结构突破了许多IA-32结构的限制,其主要特点如下: 增强内存寻址能力 IA-64比之IA-32结构的一个突出优势是有更大的内存寻址空间。

基于TLM2.0的SPARC事务级建模

为提高可扩展处理器体系结构(SPARC)的设计抽象层次和仿真速度,设计一种符合第8版SPARC(SPARC V8)的事务级模型。该模型基于TLM2.0标准,采用解释型指令集仿真方法实现程序执行。通过构建验证环境,证明该事务级模型能够正确运行并跟踪SPARC V8程序,仿真速度比寄存器传输级提高2个数量级。

云计算核心技术与应用研究

当前,云计算不仅是学术界的研究热点,而且也引起了工业界的极大兴趣,因此得到了全世界各国政府的广泛关注与重视。云计算的目标是要像使用水电一样使用计算资源,像使用银行一样使用存储资源。这样一种使用计算的方式将极大地提高计算资源的利用率,减少浪费。然而,要达到这样的目标绝非易事。

电网数字实时动态仿真系统的研制及其应用

介绍了电网数字实时动态仿真系统(DDRTS)的研制及其应用情况,突出了系统的设计和特点。DDRTS基于微机实时数字仿真,具有系统仿真分析和装置试验研究的功能。阐述了DDRTS研制中的关键技术和双处理器体系结构提高仿真速度的原理。大量系统仿真和试验研究的结果表明DDRTS是一套性能优越的全数字实时仿真系统。

裸机,RTOS,还是Linux?采用SoC FPGA优化实时性能

引言 实时系统有很高的实时要求,抖动必须要在一定的范围内。在某些情况下,无法满足这一要求会导致严重的损害。其他还有软实时要求,例如,优化能效等,这虽然不会带来严重的失效,但是,对于长期工作仍然非常重要。不论怎样,重要的是理解某些系统体系结构在实时循环延时、抖动和其他需求方面的实时响应。

NIXDORF公司计算机新产品

1989年7月6日新闻发布宣布:Nixdorf Targon 系列又添高性能新机种、Targon/31采用新 CPUs 和多处理器技术、Targon/35使用12MIPS 高性能 CPUs多处理器配置可达 48MIPS这次推出的 Targon

谨防P4有假 慧眼选购真品

我们先来看肴P4的技术参数.Pentium4处理器基子.Net Burst微处理器体系结构",采用0.18"m工艺的半导体技术制造,集成了42(X)万个晶体管.它的Hyper一piPelined Tech一no10gy将流水线的深度增加了一倍,达到20级。