ARMv4指令集嵌入式微处理器设计  

An embedded microprocessor based on ARMv4 instruction

作　　者：陈明敏[1] 易清明[1] 石敏[1] 

机构地区：[1]暨南大学信息科学技术学院,广东广州510632

出　　处：《电子技术应用》2014年第12期23-26,共4页Application of Electronic Technique

基　　金：广东省工程技术研究中心项目(2012gczx A003)

摘　　要：针对当前采用ARMv4指令集的嵌入式微处理器使用冯·诺依曼结构,数据和指令共用一条总线导致数据吞吐量降低的问题,设计了一款新架构微处理器。首先,采用哈佛结构独立的数据总线和指令总线,数据带宽提升一倍;其次,采用单周期32位乘法器,其计算速度是目前嵌入式乘法器计算速度的2倍;此外,利用资源共享,一个乘加器完成6种不同乘法和乘加指令,一个逻辑左移寄存器完成逻辑左移、逻辑右移、算术右移、循环右移4种功能。整个工程在Altera EP4CE30 FPGA芯片上进行物理验证。实验结果表明,通过改进,设计的嵌入式微处理器性能有所提升。According to the ARMv4 embedded microprocessor instruction set using yon Neumann structure shared data bus and instruction bus will reduce data throughput,a new architecture microprocessor is proposed.Firstly,the use of Harvard architecture with separate data bus and instruction bus makes data bandwidth doubled.Secondly,with the use of single-cycle 32-bit multiplier,the calculation speed is twice faster.Addition,with the use of resource sharing,a multiplier adder is used to implement 6 different multiplications and multiply add instructions,and a logical left shift register completes a logical shift left,logical shift right,arithmetic shift right and rotate right function.Physical verification of the works is on Altera EP4C30 FPGA chip.The experimental results show that the above improved methods increase the microprocessor performance.

关 键 词：嵌入式微处理器 32位乘法器 ARMv4指令集 哈佛结构 

分 类 号：TP331[自动化与计算机技术—计算机系统结构]