
پايان نامه : طراحي هسته يک پردازنده RISC به روش آسنكرون با مصرف توان پايين و پايداري بالا براي كارت هوشمند
فرمت : pdf
تعداد صفحه : 121
قیمت : مبلغ ۱۲هزار تومان
مقدمه
مزاياي مدارهاي آ سنكرون آشكارند : حذف انحراف ساعت و رفع مشكلات همگام سازي ، داشتن مصرف كم، تأخير در حالت ميانگين در مقايسه با تأخير بدترين حالت در مدارهاي سنكرون، قابليت تطبيق سريع با فناوريهاي جديد و حساسيت كمتر به تغييرات ولتاژ و پارامترهاي فيزيكي مانند دما از عمده ترين مزيت هاي اين مدارها به شمار مي رود. در مقابل، پيچيدگي طراحي و تعداد ترانزيستورهاي بيشتر عمده ترين معايبي است كه براي اين مدارها برشمرده اند مفهوم مدارهاي آسنكرون به دهه پنجاه ميلادي برمي گردد. با اين حال، تا چند سال پيش به دليل مشكلات مربوط به خروجي ناخواسته ، اين روش طراحي كاربرد و معروفيت لازم را كسب نكرده بود درسال هاي اخير روش هاي زيادي براي توليد مدارهاي آسنكرون عملي با فرضيه هاي زمانبندي مختلف، ايجاد شده اند روش هاي طراحي مدارهاي آسنكرون به طور عمده به دو گروه تأخيركراندار و غيرحساس به تأخير تقسيم مي شوند. در مدارهاي تأخيركراندار، تأخيرهاي مدار در ابتدا به دقت محاسبه و در طراحي آن منظور مي گردد ولي در مدارهاي غيرحساس به تأخير، همگام سازي بين قسمتهاي مختلف
مدار با توليد و تشخيص سيگنالهاي درخواست و تصديق انجام مي شود.
روش اول به صورت عمده در ساخت پردازنده Amulet (نسخه آسنكرون پردازنده ARM ) و روش دوم با تغييراتي كه امروزه به نام مدارهاي شبه غيرحساس به تأخير يا QDI ناميد ه مي شود در ساخت پردازنده CAP و MiniMIPS (نسخه آسنكرون پردازنده 3000MIPS R ) بكار گرفته شده است . در روش QDI فرض مي شود كه تأخير در گيتها و سيم ها دلخواه و تنها د ر برخي سيم هاي خاص، كه شاخه هاي همزمان ناميدهمي شوند، اختلاف تأخير در شاخه هاي مختلف قابل صرف نظر است. در طراحي مدارهاي بزرگ، ابزارهاي مختلفي براي رسيدن از توصيف اولية مدار به مدار نهايي مورد نياز است . به همين منظور در گروه طراحي آسنكرون پروژه هاي مخت لفي براي بدست آمدن ابزار سنتز كامل تعريف شده است . ساختار اين ابزار سنتز و پروژه هاي مرتبط با آن در شكل ١ نشان داده شده است. همانگونه كه مشاهد مي شود، اين پروژه علاوه بر طراحي يك پردازنده خاص منظوره، به عنوان Benchmark براي ابزار سنتز و طراحي فيزيكي (PERSIA) تهيه شده در اين گروه نيز در نظر گرفته شده است.
در اين پروژه مدار برمبناي روش QDI طراحي شده است. مدار با زباني مبتني بر CSP مدل مي شود. برنامة سنتز، اين كدها را به برنامه هاي ساده كه در آن فقط از داده هاي دودويي استفاده مي شود تبديل مي كند . اين توصيف طي مراحلي با حفظ معنا به تعدادي قانون توليد (PR) تبديل مي شود. و.....................
در اين پايان نامه در فصل اول به طراحي مدارهاي آسنكرون و مزايا و معا يب آن مي پردازيم. در فصل دوم دلايل و لزوم استفاده از مدارهاي آسنكرون در كارتهاي هوشمند و كارهاي انجام شده در اين زمينه، نتايج و مشكلات هر كدام را بررسي مي كنيم . در فصل سوم به روش طراحي پردازنده به صورت سنكرون و آسنكرون و روند طراحي اشاره مي كنيم. در فصل چهارم به روشها و تكنيكهاي ابداعي براي تخمين مصرف توان و كارايي مي پردازيم. درفصل پنجم روش تست پردازنده و نتايج اجراي يك Benchmark واقعي بر روي آن را بررسي خواهيم كرد و در فصل ششم نيز نتيجه گيري و پيشنهاداتي براي ادامه كار ارائه خواهد شد.
فهرست مطالب
فصل ١: طراحي آسنكرون
1-1 مزاياي طراحي آسنكرون
1-1-1 حذف انحراف سيگنال ساعت
1-1-2 كارايي بهتر
1-1-3 كاهش مصرف توان
1-1-4 ساده كردن زمانبندي عمومي
1-1-5 پتانسيل بيشتر براي تغيير تكنولوژي
1-1-6 تطيبق خودكار با شرايط فيزيكي
1-2 مشكلات طراحي آسنكرون
1-2-1 دشوار بون طراحي دستي
1-2-2 مشكل كنترل ترتيب عمليات
1-2-3 كمبود ابزار طراحي
1-3 روشهاي طراحي آسنكرون
1-3-1 اصطلاحات و مفاهيم اساسي در مدارهاي آسنكرون
1-3-2 كلاسهاي مختلف مدارهاي آسنكرون
1-3-3 روشهاي طراحي مدارهاي آسنكرون
1-4 نتيجه گيري
فصل ٢: طراحي آسنكرون در كارت هوشمند
2-1 مقدم هاي بر كارتهاي هوشمند
2-1-1 کارت اعتباري
2-1-2 کارتهاي شناسايي هوشمند
2-1-3 کارتهاي بهداشت هوشمند
2-1-4 کارتهاي تلفن همراه ( سيم کارت )
2-1-5 کارتهاي استفاده از اينترنت
2-1-6 کارتهاي هوشمند خودرو
2-1-7 کارتهاي امنيتي
2-1-8 کارتهاي هوشمند چند منظوره
2-2 تقسيم بندي كارتهاي هوشمند از نظر نوع تماس با كارت خوان
2-3 دلايل طراحي كارتهاي هوشمند بدون تماس بر اساس مدارهاي آسنكرون
2-4 كارهاي انجام شده در زمينه طراحي پردازنده آسنكرون
2-4-1 نسخه آسنكرون ميكروكنترلر 8051
2-4-2 طراحي يك ميكروكنترلر CISC (MICA) به صورت آسنكرون
Amulet1 2-4-3 نسخه آسنكرون پردازنده 6 ARM
Amulet2 2-4-4 نسخه آسنكرون پردازنده7 ARM
Amulet3 2-4-5 نسخه آسنكرون پردازنده9 ARM
2-5 نتيجه گيري
فصل ٣: طراحي پردازنده V8uRISC به صورت سنكرون و آسنكرون
3-1 مدهاي برنامه نويسي و ساختار پردازنده
3-2 طراحي مسير داده و کنترل براي پردازنده
3-2-1 معماري بافرهاي سادهPCHB و PCFB
3-2-2 بافرهايPCHB و PCFB با خروجي شرطي
3-2-3 بافرهايPCHB وPCFB با ورودي شرطي
3-2-4 بافرهايPCHB و PCFB حافظه دار
3-3 روند طراحي پردازنده از توصيف سطح بالا تا Netlist ترانزيستوري
3-3-1 توصيف مدار در سطح CSP
3-3-2 سنتز کننده الگوها
3-3-3 افزودن مدارهاي نگهدارنده وضعيت و استخراج گيتهاي استاندارد
3-3-4 تبديل قوانين توليد به CMOS و تعيين اندازه ترانزيستورها
3-4 طراحي فيزيكي و توليد Layout
3-4-1 خوشه بندي
3-4-2 جايابي و مسيريابي
3-5 نتيجه گيري
فصل ٤: روش ابداعي براي تخمين توان و كارايي
4-1 توضيح مساله
4-2 نتايج
4-3 روش ابداعي براي تخمين كارايي
4-4 نتيجه گيري
فصل ٥: نتايج
5-1 روش تست پردازنده
5-2 نتايج شمارش گذرها در پردازنده هاي سنكرون و آسنكرون
5-3 نتايج تخمين كارايي در پردازنده هاي سنكرون و آسنكرون
5-4 بهينه سازي مصرف توان
5-5 نتايج توان مصرفي لحظه اي
5-6 نتيجه گيري
فصل ٦: نتيج هگيري و پيشنهادات
مراجع
واژ هنامه
فهرست شكلها
فهرست جدولها
فهرست نمودارها
فهرست كدها
***************************************************************************************
در صورت تمایل
به دریافت فایل فوق در مدت 10 دقیقه ، لطفاً اینجا کلیک
کنید
***************************************************************************************
مشاوره ؛نگارش پایان نامه ؛ مقاله + شبیه سازی
در تمام مقاطع دانشگاهی پذیرفته می شود
در صورت
تمایل می توانید عنوان و جزئیات پروژه خود را در قسمت نظرات این پست
اعلام فرمایید. ضمنا می توانید اطلاعات درخواستی خود را به ایمیل یا تلگرام
نمایید
ایمیل :
com.dr@yahoo.com
درباره :
طراحي هسته يک پردازنده ,
|