- ไธใCPU ๅ
ๆ ธ่ฎพ่ฎก
- 1.1 ๆปไฝ่ฎพ่ฎก
- 1.1.1 ๅ็ซฏ Frontend
- 1.1.2 ๅ็ซฏ Backend
- 1.1.3 ่ฎฟๅญ Memory
- 1.2 ๅๆฏ้ขๆต Branch Predict
- 1.3 ๅๆ Inst Fetch
- 1.4 ่ฏ็ Decoder
- 1.5 ๅฏๅญๅจ้ๅฝๅ Rename
- 1.6 ๅๅ Dispatch
- 1.6.1 ๅกซๅ ฅROBๅ่ฏปๅๆฐๆฎ
- 1.6.2 ๅๅ้ป่พ
- 1.7 ๅๅฐ Issue
- 1.8 ๆง่ก Execute
- 1.8.1 ็ฎๆฏ้ป่พๆไปค ALU
- 1.8.2 ไน้คๆไปค MDU
- 1.8.3 ่ฎฟๅญๆไปค LSU
- 1.9 ๆไบค Commit
- 1.9.1 ๆไปคๆไบค
- 1.9.2 ๆไบค็่ฎฟๅญ้ป่พ
- 1.10 ๅฐๅ็ฟป่ฏๅTLB
- 1.1 ๆปไฝ่ฎพ่ฎก
- ไบใๅ่ๆจกๅ
- 2.1 DPSRAM
- 2.2 ๅฏๅญๅจๅ
- ไธใๆง่ฝไผๅ
- 3.1 ๆง่ฝๅๆฐ
- 3.2 ๆง่ฝไผๅๅ็จ
- ๅ่ๆ็ฎ
BOOM็ๆ ธๅฟ่ฎพ่ฎก้ๅไบ13็บงๆตๆฐด็ไนฑๅบๅๅ่ฎพ่ฎก๏ผ้็จไบๅๆฏ้ขๆตใCacheใTLB็ญๆๆฏ๏ผๅจ้จๅๆต่ฏ็นไธๅๅพไบIPC>1็ๆๆ๏ผไฝ็ฐไบ่ถ ๆ ้ๅค็ๅจ็่ฎพ่ฎกใ
็ฎๅ๏ผBOOMๆ ธๅฟ็้ข็ไธบ80MHz๏ผๅนถๅจ่ฟ่ก่ฟไธๆญฅ็ไผๅใ
BOOM้็จไบchiplabๅทฎๅๆต่ฏ็ฏๅข่ฟ่กๆต่ฏ๏ผๅนถๅ่ไบๅ่ชEULAๅข้็AM็ฏๅข่ฟ่ก่พ ๅฉๆต่ฏใ
BOOM ๅๆฏ้ขๆตๅจๅฎ็ฐไบๅๅจๆ็ๅฑ้จๅๅฒ้ขๆตใๅฆไธๅพ๏ผBOOMๅๆฏ้ขๆตๅจไผๆ นๆฎ็จๅบ่ฎกๆฐๅจ hash ็็ปๆๆฅๆพ BTB ไปฅๅ BHT๏ผๅนถๅฉ็จๆฅๆพๅฐ็ history ไธ PC ็ไฝไฝๆผๆฅไฝไธบๅฐๅๆฅๆพ้ฅฑๅ่ฎกๆฐๅจ่กจใๅจๅณไพง็็ปๅ้ป่พ้ๆฉๅจไธญ๏ผBOOM ๅๆฏ้ขๆตๅจไผๆ นๆฎไป BTB ไธญ่ฏปๅๅฐ็ๅฝๅๆไปคไฟกๆฏใ้ฅฑๅ่ฎกๆฐๅจไฟกๆฏไปฅๅ pc[2] ไฝไธบๅคๆญๆกไปถ๏ผไปไธไธๆก PCใRAS ไปฅๅ BTB ไธญ้ๆฉๅ้็ๅผไฝไธบไธไธ PCใ
ๅจๅคๆญๆฏๅฆ่ทณ่ฝฌไธ๏ผ่่ๅฐ BOOM ไธบๅๅๅฐไนฑๅบๅค็ๅจ๏ผๅ ถๆไปค้ขๆตๅๅคงๅฐไนไธบ 2ใๆญคๅค๏ผ็ฑไบBOOM ็ๅๆ็บงๅชๅ ่ฎธๆ็ ง 8 ๅญ่ๅฏน้ฝ่ฟ่กไธคๆกๆไปค็ๅๅ๏ผๅ ๆญค๏ผๅจๅคๆญ็่ฟ็จไธญ๏ผ้คไบ้่ฆไฝฟ็จๅฐไป BTB ่กจไธญ่ฏปๅๅบๆฅ็ๆไปคไฟกๆฏๅ้ฅฑๅ่ฎกๆฐๅจ็ๅผไปฅๅค๏ผ่ฟ้่ฆๆ นๆฎๅฝๅ PC ็ไฝไธไฝๅฏน PC ็ๅฅๅถๆง่ฟ่กๅคๆญ๏ผๅนถๅจๅไธๆกๆไปคไธบ่ทณ่ฝฌๆไปคไธ้ขๆตไธบ่ทณ่ฝฌ็ๆถๅๅฐๅไธๆกๆไปค็ฝฎๆ ๆใBPU ็บงไผ่ฎก็ฎๅบไธคๆกๆไปค็ๆๆๆง๏ผๅนถ็จไธคไฝ็ๆฉ็ mask ้็ฅไธไธๆตๆฐด็บงๆไปค็ๆๆๆงใ
ๅจๆดๆฐๆน้ข๏ผBOOM ไป ๅจ Commit ็บงๅฏนๅๆฏ้ขๆต่กจ้กน่ฟ่กๆดๆฐ๏ผไปฅไฟ่ฏๅๆฏ้ขๆต่กจ้กน็ๆญฃ็กฎๆงใ
ๅจๅๆฐ่ฎพ็ฝฎๆน้ข๏ผBOOM ๅๆฏ้ขๆตๅจ็ BTB ไธ BHT ๅฅๅถๅ
ฑๆ
ๅๆ็ฑicacheๆจกๅ๏ผmmuๆจกๅๅฎ็ฐ๏ผๅ ฑไธค็บง๏ผๅๅๅ็บงๆจกๅๅ็ฑready๏ผvalidไฟกๅทๆกๆ๏ผ็ฑF็บง็ถๆๆบๆงๅถๅ ถ่กไธบใ
ๅๆ้ป่พ็ฑไธคๅญๅฏน้ฝpcไธบๅฐๅ็ดขๅผ๏ผๅพๅฐๅฏน้ฝ็ไธคๆกๆไปค๏ผๅนถ็ฑBPUไผ ๅ ฅ็ๆฉ็ ๅณๅฎๅฏนๅบ็ไธคๆกๆไปคๆฏๅฆๆๆใๆฉ็ maskๅ ฑไธคไฝ๏ผๅ ฑๅ็งๆ ๅต๏ผ2'b00ไธบไธๅๆ๏ผ2'b10่กจ็คบๅชๅๅบ้ซไฝๆไปค๏ผ2'b11่กจ็คบไธคๆกๆไปคๅๅๅบ๏ผ2'b01ไธบไฟ็ๆ ๅต๏ผ็่ฎบไธไธๅๅบ็ฐๆญคๆ ๅตใ
icache็่ฎพ่ฎกไธบไธค่ทฏ็ป็ธ่็dpsram๏ผๆฏไธ่ทฏๅคงๅฐไธบ4KB๏ผๆฏไธไธชๅๅคงๅฐไธบ8ไธชๅญ๏ผๅณ4ไธชๅๆๅ๏ผใ้ๅกซ็ญ็ฅไธบ้ๆบ้ๅกซ๏ผๅ ทไฝไธบๆฏไธไธชๅ็งปๅฐๅ็้ๅกซ็ฑไธค่ทฏ่ฝฎๆขใ
ๅฐๅ็ฟป่ฏ็ฑmmuๆจกๅๅฎ็ฐ๏ผๅ ถไธญๅ ๅซcsrไฟกๆฏใtlbไฟกๆฏ๏ผๆไธๆๅ้ฆๅฐๅ็ฟป่ฏ็ปๆๅtlbๅผๅธธ็ปๆ๏ผไธdpsramๅๆญฅๅบ็ปๆ๏ผๅคๆญๅฝไธญใuncachedๅๆ็ญๆ ๅตใ
ๅๆๆจกๅๆ ธๅฟๆงๅถ้ป่พF_FSM๏ผ้่ฆๅฏน็ผบๅคฑใuncached่ฏปใicache็ปดๆคใๅ็ซฏ้ปๅก็ญๆ ๅต่ฟ่กๆงๅถใ
| ็ถๆ | ๅซไน |
|---|---|
| F_NORMAL | ๆญฃๅธธ็ถๆ |
| F_MISS | Cache็ผบๅคฑ๏ผๅAXIๅๅบ่ฏปๆกๆ่ฏทๆฑ๏ผ่ฅๆกๆๆๅ๏ผๅ่ฝฌ็งป็ถๆ่ณF_MISS_S |
| F_MISS_S | ็ผบๅคฑๅค็ๆกๆๆๅ๏ผ่ฏปๅAXIไผ ๅ็ๆฐๆฎๅนถๅกซๅ ฅcacheๅ |
| F_UNCACHE | Uncacheๅค็๏ผๅAXIๅๅบๆกๆ่ฏทๆฑ๏ผ่ฅๆกๆๆๅ๏ผๅ่ฝฌ็งป็ถๆ่ณF_UNCACHE_S |
| F_UNCACHE_S | Uncacheๅค็ๆกๆๆๅ๏ผ่ฏปๅAXIไผ ๅ็ๆฐๆฎๅนถๅ ๅฝๆไปค |
| F_CACOP | ๅๅบcommit็บง็Icache็ปดๆค่ฏทๆฑ |
| F_STALL | ๅ็ซฏ้ปๅก๏ผๅๆๆจกๅๆดไฝ้ปๅก |
ๅๆ็บง็ถๆๆบ
BOOM ๅค็ๅจๆตๆฐด็บง่พๆทฑใๅฝๅ็ซฏ้ปๅกๆถๅ็ซฏ็ๆไปคไผ่ขซ้ปๅกๅฐๅ็ซฏ็่งฃ็ ็บงใไธบไบๅ ๅๅฉ็จๅ็ซฏ็็กฌไปถ่ตๆบ๏ผBOOM ๅค็ๅจๅจ่งฃ็ ็บงๅๅ่ฎพ็ฝฎไบไธคไธชๆทฑๅบฆๅฏ้ ็ฝฎ็ FIFO ็จไบๅญๅจ่ขซ้ปๅก็ๆไปคไปฅๅ ้ๅค็ๅจ็่ฟ่กใ
BOOM ๅฎ็ฐไบไธไธชๅบไบROB็้ๅฝๅโโRename็บงๆง่ก้ๅฝๅ่ฟ็จๅ่ฏป้ป่พๅฏๅญๅจๅ ๏ผARF๏ผ็่กไธบใ
้ป่พๅฏๅญๅจๅ ฑๆ32ไธช๏ผๆไปฌ่ฎพ็ฝฎไบๅ ฑ64้กน็ROB๏ผๅณๅฏนๅบๅฎน้ไธบ64็็ฉ็ๅฏๅญๅจๅ ๏ผPRF๏ผใ
้ๅฝๅ่กจๅ้ป่พๅฏๅญๅจๅ ๅ็ฑๅๅๅ่ฏปๅฃ็ๅฏๅญๅจๅ ๅฎ็ฐใๅ ถไธญ้ๅฝๅ่กจๅ ๆฌ rename ็บงๅ commit ็บง่กจ๏ผ32ไธช่กจ้กนๅฏนๅบ32ไธช้ป่พๅฏๅญๅจ็ผๅท๏ผๅ ๅฎนๅ ๆฌ6ไฝ็็ฉ็ๅฏๅญๅจ๏ผPREG๏ผ็ผๅทๅ1ไฝ็ check ไฝ๏ผ้่ฟๆฏๅฏน็ปๆๆฏๅฆ็ธ็ญๅคๆญ่กจ้กน็ๆๆๆงใ
้ๅฝๅ็้ป่พๆฏ๏ผ
-
ๅฏนไบๅๅฏๅญๅจ๏ผ็ฑไธคไธชๆ้ไธบไธคๆกๆไปคๅ้ ROB่กจ้กน๏ผๅณๅ ถ็ฎ็ๅฏๅญๅจ็PREG็ผๅท๏ผๅนถๅฐๅ ถไฟๅญ่ณ rename ็บง่กจๅฏนๅบ้กน๏ผcheck ไฝ็้ป่พๆฏๅฏน commit ็บง่กจๅไธ้กน็checkไฝๅๅใ
-
ๅฏนไบ่ฏปๅฏๅญๅจ๏ผๅๅซ่ฏปๅ rename ็บง่กจๅ commit ็บง่กจๅฏนๅบ็่กจ้กน๏ผ่ฅๅ ถ็ธ็ญ๏ผๅ่ฏดๆ ARF ไธญๆฐๆฎๆๆ๏ผๅฏไปฅ็ดๆฅไฝฟ็จ ARF ่ฏปๅๆฐๆฎ๏ผๅฆๅ๏ผARF ๆฐๆฎๆ ๆ๏ผๅฐ rename ็บง่กจๅฏนๅบ็ๆบๅฏๅญๅจ็ PREG ็ผๅทไผ ๅ ฅไธไธๆตๆฐด็บง๏ผ็ญๅพ ่ฏปๅ ROB ไธญๅฏนๅบ็ๆฐๆฎใ
ๆไบคๅๆดๆฐ้ป่พ๏ผ
- ๅฝไธๆกๆไปคๆๅ้ไผ๏ผไผๅฐ่ฏฅๆไปคๅฏนๅบ็ check ไฝๅๅ ถๅฏนๅบ็็ฎ็ๅฏๅญๅจ PREG ็ผๅทๅกซๅ ฅ commit ็บง่กจๅฏนๅบ็่กจ้กนไธญใ
BOOM ็ๅๅ็บงๆง่ก็ๅจไฝๆ๏ผๅฐๆไปคไฟกๆฏๅกซๅ ฅ ROB ๏ผไป ROB ไธญๅๅบๆ้ๆฐๆฎ๏ผไธบๅ็ซฏ IQ ๅๅๆไปคใ
ๆ นๆฎ rename ็บงไผ ๅ ฅ็ๆไปคๅฏนๅบ็ ROB ็ผๅท๏ผๅณ็ฉ็ๅฏๅญๅจ PREG ็ผๅท๏ผ๏ผๅฐๆไปคไฟกๆฏๅกซๅ ฅ ROB ็ๆไปค้ๆไฟกๆฏ่กจไธญ๏ผๅนถๆ นๆฎๆบๅฏๅญๅจ็ PREG ็ผๅท่ฏปๅ ROB ไธญๅฏนๅบ็ๆฐๆฎไปฅๅๆฐๆฎๆๆไฝใ
BOOM ็ๆดๆฐๆง่ก้จๅๅ ฑๆ4ไธชๆง่กๅๅ ๏ผๅ ทไฝไธบ2ไธชALU๏ผ1ไธช1่ฎฟๅญ้จไปถLSU๏ผ้ๆไบStoreBuffer๏ผ๏ผไธไธชไน้คๅๅ MDUใ
ๆฏไธชๆง่กๅๅ ๅๆ1ไธช็ผๅญๆไปค็้ๅใๅจๅ ทไฝ็ๅฎน้ๅคงๅฐไธ๏ผALU็้ๅๆทฑๅบฆไธบ4๏ผLSUๅMDU็้ๅๆทฑๅบฆๅไธบ8ใๅฏนไบMDU๏ผ็ฑไบ้คๆณๅจ้็จไบๅบๅฎ32ๅจๆ็่ฎพ่ฎก๏ผ่่ๅฐๅฏ่ฝ็้ซ้ปๅกๆ ๅต๏ผๅฐๆทฑๅบฆ่ฎพ็ฝฎไธบไบ่พๅคง็8ใ
ๅฏนไบไฟ็็ซ็ๅญๅ ฅๆไปคๆ ๅต๏ผๅจALUๅMDUใLSU็ๆง่ก้ป่พไธๆง่กไบๅทฎๅผ่ฎพ็ฝฎ๏ผ
- ALU๏ผๆฏไธชๅจๆไป ่ฝๅญๅ ฅไธๆกๆไปคใไธคไธชALUๅชๆๅจๅๅซๆฅๅ็ฎ็ๅฏๅญๅจ็ผๅทไธๅ็ๅฅๅถๅผ็ๆ ๅตใ็ฑไบ้ๅฝๅๅฏๅญๅจ็ๅ้ ้ป่พ๏ผๅคง้จๅๆถๅๅๅ็ไธคๆกๆไปค้ฝไผๅๅซ้ๅ ฅไธคไธชALUๆง่ก้ๅใ่ฟๅจๆดไฝๆถๅบไธๆฏๅฏไปฅๆฅๅ็ใ
- MDU๏ผๆฏไธชๅจๆ่ณๅค้ๅ ฅไธคๆกๆไปค๏ผไฝ่ณๅคๅช่ฝ้ๆฉไธๆกๆง่ก๏ผๅฆไธๆกไฟ็ๅจๆง่ก็ซไธญใ
- LSU๏ผๆฏไธชๅจๆ่ณๅค้ๅ ฅไธคๆกๆไปค๏ผไฝ่ณๅคๅช่ฝ้ๆฉไธๆกๆง่ก๏ผๅฆไธๆกไฟ็ๅจๆง่ก็ซไธญใ
ๅนถไธ๏ผ็ฑไบBOOM้็จไบๅๅๅฐ่ฎพ่ฎก๏ผไธบไบๆดไฝๅๅผใๆง่กไธ็ๅนณ่กก๏ผ้็จไบไป ๅฝไธคๆกๆไปค้ฝ่ฝ้ๅ ฅไฟ็็ซๆถ๏ผๆไผๅฐไธคๆกๆไปค้ฝ้ๅ ฅไฟ็็ซไธญใ ๅฆๆไป ๆไธๆกๆไปคๅฏ้ๅ ฅไฟ็็ซ๏ผๅไธไผ้ๅ ฅใ่ฟ็งๆ ๅตๅฏ่ฝๅบ็ฐๅจๆๆกๆไปคๅฏนๅบ็ไฟ็็ซๆปก็ๆ ๅตไธใ
ๅๅฐ้จๅๅฐๆไปคไป้ๅไธญ้ๅ ฅๆง่กๅๅ ไธญ๏ผๅจๆญค๏ผๅๅ็ซฏๅจๆญคๅ็๏ผๅค็ๅจ็ๆง่ก้ป่พไน็ฑ้กบๅบ่ฝฌไธบไนฑๅบใ
ๅจๅฎ็ฐไธ๏ผๅจๆฏไธชๆง่กๅๅ ็ๆไปค้ๅไธญ็ปดๆคไบๅฏนๅบๆฐ้ไธช็่กจ้กนentry๏ผ่ด่ดฃ่ฟ่ก็ธๅบ็ๆฐๆฎๅฐฑ็ปชๆฃๆต๏ผไปฅๅๆ ๅฏนๅบ่ณ้ถ็น ๆฐๆฎๆฏๅฆๅฐฑ็ปชใ
ๅฏนไบๆฏไธช่กจ้กน๏ผๅ ถๅญๅจ้จๅๅไธบไธค้จๅ๏ผไธ้จๅๆฏๆไปคๅบๆ็้ๆไฟกๆฏ๏ผๅฆ่ฏ็ ไฟกๆฏ็ญ๏ผๅฆไธ้จๅๆฏๆไปค็ๅจๆไฟกๆฏ๏ผๅณๅจๅ ถไปๆไปคๆง่ก่ฟ็จๅฏ่ฝไบง็็ๅฏๅญๅจ็ๅผ๏ผๆฏไธช่กจ้กนๆไธคไธช๏ผๅฏนๅบไบๆฏๆกๆไปค็ไธคไธชๆบๆไฝๆฐ๏ผ่ฟ้จๅ็ๅฏๅญๅจๅท้็จไบ้ๅฝๅๅ็ๅผใๅฏนไบ้จๅๆ็ซฏๆ ๅต๏ผไธๆกๆไปค้่ฆไฝฟ็จๅฐ่ณๅคไธไธชๆบๆไฝๆฐ๏ผๅๅฟ ๆไธไธชๅผๆฏ็ซๅณๆฐๅผ๏ผ่ฟ้จๅๅผ่ฎคไธบๅญๅจๅจ้ๆไฟกๆฏไธญ๏ผๆฏ้ๆไปค่ไธๅ็ใ
- ๅฏนไบ้ๆๅผ๏ผๅช่ฝๅจๆไปค่ขซ้ๅ ฅ่กจ้กนentryๆถ่ตๅผ๏ผๅ ถไฝๆถๅๆ ๆณๆนๅ้ๆๅผใ
- ๅฏนไบๅจๆๅผ๏ผไฝฟ็จ้็จๆป็บฟCDB็ๅฌๅ่้ ่ๅค้wkup็ๅฌ๏ผๅฝๆฃๆตๅฐๆไปคๆ้็็ธๅบๅผไบง็ๅ๏ผๅฐฑไผๅจ่กจ้กนไธญ่ฟ่ก็ธๅบ็ๆดๆฐ๏ผๅนถไปฅๆญคไปๆฐๆฎ็ธๅ ณๆง็่งๅบฆๅคๆญๆไปคๆฏๅฆๅฏไปฅๆง่ก
ๅจๅๅฐ้ป่พไธ๏ผ้ๅไบๅฝๆไปคๆ้็ๆฐๆฎๅฐฑ็ปชๆถ๏ผๅฐฑๅฏไปฅ่ฟ่กๅๅฐไปฅไนฑๅบๆง่ก็้ป่พใๅจๅฎ้ ็ๅฎ็ฐไธญ๏ผๅจไธๅ็ๆง่กๅ ไปถไธญ้ๅไบไธๅ็ๅๅฐ้ป่พใ
- ALU๏ผ้็จAging็ฎๆณ๏ผ้ๆฉๆๆฉๅญๅ ฅ็ใๅฐฑ็ปช็ๆไปคๅๅฐใๆฏๆไนฑๅบๅๅฐใ
- MDUใLSU๏ผ้็จไบFIFO่ฎพ่ฎก๏ผๅฎๅ จไธบ้กบๅบๆง่กใ็ฑไบ่ฎฟๅญๆไปคๅไน้คๆไปค็็ธๅบๅ ๆฏ๏ผ่ฟๅจๆดไฝๆถๅบไธๆฏๅฏไปฅๆฅๅ็ใ
ๅๅฐ่ฆๆฑๆฐๆฎๅฐฑ็ปช๏ผๅฆๆไธ็ด็ญๅพ ๆฐๆฎๅจๆไบค็บงๅๅROB๏ผ้ฃไนๆ ็ๅจๆถๅบไธๆฏๆ ๆณๆฅๅ็ใBOOM้ๅไบๆไปค็่้ ่WakeUpๅค้ไปฅๅ้็จๆป็บฟCDBๅค้ๆฅ่ฟ่กๆฐๆฎ่ฝฌๅ๏ผๆๅๅฐๆฐๆฎ้ๅพๅฏนๅบ็ๆไปค๏ผๅจๆฐๆฎๅฐฑ็ปชๅๅณ่ฟ่กๅๅฐ๏ผไฝฟๅพๆไปค็ๆง่กๆด้ซๆใ
- WakeUpๅค้๏ผไนๅณๆไปค็่้ ่ๅค้๏ผๅฏนไบๅๅไธคๆกๆไปคๆๆฐๆฎไพ่ต็ๆ
ๅตๅๅบ็ไผๅใๅฏนไบๅฝขๅฆ
add $1, $2, $3; add $5, $1, $4็ไธคๆกๆไปค๏ผๅฝๅไธๆกๆไปค่ขซๅค้ๆถ๏ผไผๅๅบ็ธๅบ็WakeUpๆป็บฟไฟกๅทใๅญๅจๅจๆไปค้ๅไธญ็ๆไปค็ๅฌๆป็บฟไธ็ธๅบ็ๅฏๅญๅจ็ผๅทreg_idๅๆฐๆฎๆๆไฟกๆฏvalidไฟกๅทใๅฝ็ๅฌๆๅๆถ๏ผไผๅฐๆไปค้ๅ ฅไฟ็็ซไธญ๏ผ่ฟ่กๅๅฐใไฝๆญคๆถๅไธๆกๆไปค็ๆฐๆฎ่ฟๆฒก็ๆ๏ผ้่ฆไธฅๆ ผไพ่ตๆถๅบ็ๅฌๅ็ปญไบง็็ๆฐๆฎ๏ผๅจๆไปค่ขซ้ๅพๆง่กๅๅ ๆง่กๆถๆฐๆฎๅบ่ฏฅๅๅฅฝๅฐฑไฝ๏ผๅฆๅไผๆง่กๆ ๆใ - CDBๅค้๏ผๅฝROB่ฟ่กๆไบคๅๅฏๅญๅจๆถ๏ผไผๅๅบ็ธๅบ็CDBๆป็บฟไฟกๅทใๅจไฟ็็ซไธญ็ๆไปคไผ็ๅฌ็ธๅบ็ๅฏๅญๅจ็ผๅท
reg_idใๆฐๆฎๆๆไฟกๆฏvalidไฟกๅทใๆฐๆฎdataใๅฝ็ๅฌๆๅๆถ๏ผไผๅฐๆไปค้ๅ ฅไฟ็็ซไธญ๏ผ่ฟ่กๅๅฐใๆญคๆถๆฐๆฎๅทฒ็ปๅฐฑไฝ๏ผๅฏไปฅๆญฃๅธธๆง่กใ
ๅฏนไบๆฐๆฎ่่จ๏ผALUๅLSUๆฏๆwkupๅค้ๅ ถไปๆฐๆฎๆบ๏ผๅจๆฐๆฎๅฐฑไฝ็ๅไธๅจๆๅณๅ้็ธๅบ็ๆป็บฟไฟกๅท๏ผๅฐ็ธๅบ็ๆฐๆฎๆบๆๅๅค้้ๅ ฅๅๅฐ้ๅ๏ผๅจๆฐๆฎๅฐฑไฝๅๅ้ๆฐๆฎใ่ฟไธ้จๅ็ๅฎ็ฐๅฏนๆถๅบ็ๆๅบๆ่พ้ซ่ฆๆฑ๏ผไธไพ่ตไบๆกๆไฟกๅท่ฟ่กใ
ๆง่กๅๅ ๅ ฑๆไธ็ฑปๅไธช๏ผ2ไธชๆดๆฐ่ฟ็ฎๅๅ ALUใ1ไธช่ฎฟๅญๅๅ LSUใ1ไธชไน้คๆง่กๅๅ MDUใ
ALUๆฏๅๅจๆ็ใ่ฟ่ก็ปๅคง้จ็ๆดๆฐ่ฎก็ฎใๅ ๆฌไธ่ฌ่ฎก็ฎใ็งปไฝใ้ป่พ่ฟ็ฎ็ญใALU็็ปๆๅ ๆฌไบๅๆฏๆไปคๆถๅ่ทณ่ฝฌใ
ALU็่ฎก็ฎๆฏ็บฏ็ปๅ้ป่พ่ฟ่ก่ฎก็ฎ็๏ผๆไปฌๅฐ่ฎก็ฎๆไปคๅไธบไบ้ป่พ่ฟ็ฎๆไปคใ็งปไฝ่ฟ็ฎๆไปคใๅบๆฌ็ฎๆฐ่ฟ็ฎๆไปคใ็ซๅณๆฐ็งปไฝๆไปคใๆฏ่พ่ฟ็ฎๆไปคไบๅคง็ฑปๅ๏ผๅจALUไธญ่ฟ่ก่ฎก็ฎใ
ๅไธบไนๆณๅจๅ้คๆณๅจใ
ไนๆณๅจ้็จไบๅฐ่ฃ ๅฅฝ็IP๏ผไฝฟ็จไบๅผๅๆฟไธ็DSPๅๅ ่ฟ่กไผๅ๏ผๅบๅฎๅจ3ไธชๅจๆไธญ่ฟ็ฎๅบ็ปๆใ
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LSUๆฏๅDCache่ฟ่กไบคไบ็ๅ ไปถใๅ ๅซไบStoreBufferใ
ๅฏนLSU็่ฎฟ้ฎๆฏๅๅจๆ็๏ผๅนถไธไผ่ฟ่ก้ปๅกๆไฝใ
- ๅฏนไบ่ฏปๆไปค๏ผๅฆๆCache-hit๏ผๅไผ็ดๆฅ่ฏปCacheๆStoreBufferๅพๅฐๆฐๆฎ๏ผๅนถ็ปง็ปญๅๅๆง่ก
- ๅฏนไบๅๆไปค๏ผๅฆๆCache-hit๏ผๅไผๅฐ็ธๅบ็่ฏทๆฑๅๅ ฅStoreBufferไธญ๏ผๅนถ็ปง็ปญๅๅๆง่ก
- ๅฏนไบCache-miss็ๆ ๅต๏ผๅนถไธไผๅจๆญคๅค่ฟ่ก้ๅกซ๏ผ่ๆฏๅฐ็ถๆๆบๆพๅจไบๆไบคcommit่ฟ่กๅค็ใๆไปคไผๅจๆญคๅคๆ ่ฎฐ็ผบๅคฑ๏ผๅนถ็ปง็ปญๅๅๆง่กใ
่ฏฅ็บง่ฏปๅบไบDCacheไธญ็ธๅบ็ๅฝไธญใ็ผบๅคฑไฟกๆฏ๏ผไผ ้่ณๆไบค็บง่ฟ่กๅค็ใ
ๅจๆไบค็บง๏ผๅๆ ทไผๅLSUๅ้่ฏทๆฑ๏ผ่ฟ่กStroeBufferไธญๆฐๆฎ็ๆไบคใ
ๆไบค็บงๆฏ่พๅคๆ็็บงๅซ๏ผไธป่ฆ่ฟ่ก็ๆไฝๆ๏ผ
- ๆไปคๆไบค
- ๅฏนๅๆฏ้ขๆต็ปๆ่ฟ่กๆดๆฐ๏ผๅนถๅ้่ณBPU
- ็นๆๆไปคๅค็๏ผ่ฟ่กCSR็ปดๆคใCache็ปดๆคใTLB็ปดๆค็ญ
- ๅฏนไบไนๅ่ฎฟๅญ็ผบๅคฑ็ๆ ๅต๏ผ่ฟๅ ฅ็ถๆๆบ๏ผๅ่ตทAXI่ฏทๆฑ๏ผ่ฟ่กๆฐๆฎ่ฏทๆฑ
ๆไปคๆตๆง่ก็็ปๆ็ฑROBๆต่ณCommitๅๅ ๏ผ่ฟ่กๆไบค็ๅคๆญๅ้ไผๅค็ใ
ๆไบค็บง้ฆๅ ๅคๆญROBๅฐพๆ้ๆๅ็ไธคๆกๆไปคๆฏๅฆ่ฝๆไบค๏ผๆฏๆๆๅค้ไผไธคๆกๆไปคใไป ๅฝ้ฆๆกๆไปคๆไบคๆถๅ ่ฎธ็ฌฌไบๆกๆไปคๆไบคใๆญคๅค๏ผๅฏนไบ็นๆฎๆไปคใๅๆฏ้ขๆตๅคฑ่ดฅๆไปคใไพๅคๆไปคใcache็ผบๅคฑ็่ฎฟๅญๆไปคใๅผบๅบ้็ผๅญ็่ฎฟๅญๆไปค็ญ็ฑไบ้่ฆ่ฟ่ก็นๆฎๅค็็ๆไปค๏ผไป ๅ ่ฎธๅๆก้ไผใ็ฑไบๆไบค็บง็ปดๆคไบๆฏๆ่ฎฟๅญ็็ถๆๆบ๏ผๅ ๆญคๅฏ่ฝ้ปๅกๆไบคๆต็จ๏ผๅฝ็ถๆๆบๅค็็นๅฎไบๅก๏ผๅๅบstallไฟกๅทๆถ๏ผ้ๆๅบ็ผๅญๆ ๆณๅๅๆไบคๆไปคใ
ๆไบค็บง่ฟ่กไบARFๅๅใCSR็ปดๆคใTLB็ปดๆคๅไพๅคๅค็ใๅฏนไบ้่ฆๅๅฏๅญๅจ็ๆไปค๏ผๆไบค็บงๅฐๅ ถๆญฃๅผๅๅ ฅไฝ็ณป็ปๆๅฏๅญๅจใๅฏนCSR่ฏปๅ้ฝๅจๆไบค็บง่ฟ่ก๏ผไธบไบ่งฃๅณๆฐๆฎๅ้ฉ๏ผๆๆCSRๆไปคๆไบคๆถ้ฝๆธ ็ฉบๆตๆฐด็บฟ๏ผๆญคๅค๏ผไธญๆญๅไพๅคใTLB็ปดๆคใCACOP็ปดๆคใ็กฌไปถ็ปดๆคๅฎๆถๅจ้ฝๅฏ่ฝๅๅ ฅCSRๅฏๅญๅจ๏ผไนๅจๆไบค็บง่ฟ่กใๆๆๅฏนTLB็็ปดๆคๅจๆไบค็บงๅฎๆ๏ผๅจโๅฐๅ็ฟป่ฏๅMMUโๆฟๅไป็ปไบTLB็ๅ ทไฝ่ฎพ่ฎกๅ็ปดๆคๆนๆณใๅฝๆง่กๆต้ๅฐไพๅคๆertnๆไปคๆถ๏ผๆไบค็บงไฟฎๆนCSRๅฏๅญๅจ๏ผๅนถ่ทณ่ฝฌๅฐๅผๅธธๅ ฅๅฃใๅฏนไบllๆไปค๏ผๅๅ ฅๆไบค็บง็ปดๆค็llbit๏ผๅฏนไบscๆไปค๏ผ่ฎฟ้ฎๆไบค็บง็ปดๆค็llbit๏ผๆllbit็ๅผๅๅ ฅARFใ
ๅค็ๅจ้็จไบไธ็งโ้ไบไธๅณๅทๆตๆฐดโ็ๆไฝ๏ผๅฏนไบๅฏ่ฝๅฝฑๅ่ฟ่กๆญฃ็กฎๆง็ๅคง้จๅๆไฝ้ฝ่ฟ่กไบๅทๆตๆฐด็ๆไฝใๅฏนCSR่ฎฟ้ฎๆไปคใTLB็ปดๆคๆไปคใCACHE็ปดๆคๆไปคใertnๅidleๆไปค๏ผๅไพๅคใๅๆฏ้ขๆตๅคฑ่ดฅใcache็ผบๅคฑ็ๆ ๅต้ฝๆธ ็ฉบไบๆตๆฐด็บฟใ
็ฑไบๆไบค็บง็้ป่พ่พไธบๅคๆ๏ผๆไปฌไฝฟ็จไบไธคไธชๆตๆฐด็บงๆฅๅฎ็ฐๆไบคใ็ฌฌไธไธชๆตๆฐด็บง้่ฟๆดๅๆไปคๆง่กไฟกๆฏใไพๅคไฟกๆฏใๅๆฏ้ขๆตไฟกๆฏ็ญๅณๅฎๅฐ่ฆ้ไผ็ๆไปค๏ผๅๆญฅ่ฟ่กไบ้ไผไฟกๆฏ็่ฎก็ฎใ็ฌฌไบไธชๆตๆฐด็บงๆญฃๅผ่ฟ่กๅฏนCSRๅฏๅญๅจใTLBๅARF่ฟ่กๅๅ ฅๆไฝ๏ผๅนถๅณๅฎๆฏๅฆๅทๆฐ็ฎก็บฟใๅฆๆ้ๅฐ็นๆฎๆไฝ๏ผ้่ฆ่ฟๅ ฅ่ฎฟๅญ็ถๆๆบ๏ผๅ่ฟๅ ฅ็ฌฌไบไธชๆตๆฐด็บงๅ็ฌ่ฟ่กๆไฝใ
ๆไปฌๅฐ็ปดๆคCache็็ถๆๆบๆพ็ฝฎๅฐไบๆไบค็บง่ฟ่ก๏ผ่ฟๆ ทๅฏไธ่ฎฉLSUๆจกๅๅๅฐๅๅจๆๅบ็ปๆ๏ผๅจๅฝไธญๆ ๅตไธๆ่พ้ซ็ๆง่กๆ็ใๅฏนไบ็ธๅฏน่พๅฐๅ็็Cache็ผบๅคฑใUnCachedๆไปคใCache็ปดๆคๆไปค๏ผๅ่ฟๅ ฅ็ถๆๆบ่ฟ่กไธ็ปดๆคใ
ๆไปฌๅฐ็ถๆๆบๅไธบไบๅฆไธๅ ไธช็ถๆ๏ผ
| ็ถๆ | ๅซไน |
|---|---|
| S_NORMAL | ๆญฃๅธธ็ถๆ |
| S_CACHE_MISS | Cache็ผบๅคฑ๏ผ้่ฆๅจๆญค็ถๆๅฐๅฏนๅบๅ็่ไฝ่ฏปๅบ๏ผๅณๅฎไนๅๆฏๅฆ่ฟ่ก้ๅกซ |
| S_CACHE_RD | ๅฐCacheๅ ๅฎน่ฏปๅบ๏ผๅๆถๅ้AXI่ฏทๆฑๅๅๅ ๅญ |
| S_AXI_RD | ๅ่ตทAXI่ฏทๆฑ่ฏปๅบๅ ๅญไธญ็ๆฐๆฎ๏ผๅๆถๅๅ ฅCache |
| S_UNCACHED_RD | ๅ่ตทAXI่ฏทๆฑ๏ผ่ฟ่กUnCached่ฏป่ฏทๆฑ |
| S_UNCACHED_WB | ๅ่ตทAXI่ฏทๆฑ๏ผ่ฟ่กUnCachedๅ่ฏทๆฑ |
| S_ICACHE | ๅICacheๅ่ตท็ปดๆค่ฏทๆฑ |
| S_IDLE | ่ฟ่กIDLE็ญๅพ |
| S_BACK_BUF | ไธบไบๅๅฐๅ ณ้ฎ่ทฏๅพ้ฟๅบฆ่่ฎพ็ฝฎ็่ฟๅ็ถๆ็็ผๅฒ็ถๆ |
็ถๆๆบ็้ป่พ่ฝฌ็งปๅพไธบ๏ผ
ๅค็ๅจๆฏๆไบLA32ไฝ็ฒพ็ฎๆไปค่ฆๆฑ็็ดๆฅๅฐๅ็ฟป่ฏๆจกๅผๅๆ ๅฐๅฐๅ็ฟป่ฏๆจกๅผไธค็งๆจกๅผใMMUๆฅๆถ่ๆๅฐๅๅๅฝๅๆไฝ๏ผๅๆ/LOAD/STORE๏ผ๏ผ็ปๅๆ ธๅฟๅฝๅ็ถๆ๏ผๅณCSRๅฏๅญๅจไธญ็CRMDๅDMWๅฏๅญๅจๆๅฎ็ๆจกๅผ๏ผๅพๅฐ็ฉ็ๅฐๅๅ่ฎฟๅญ็ฑปๅ๏ผๅนถๅจๅญๅจๅผๅธธๆถๆๅบๅผๅธธไฟกๆฏใ
ๅจ้กต่กจๆ ๅฐๆจกๅผไธ๏ผๅฐๅ็ฟป่ฏ้่ฆ็จๅฐTLBใ็ฑไบๅๆใ่ฎฟๅญๅๆไบค็บง้ฝ้่ฆๅฏนTLB่กจ้กน่ฟ่ก็ปดๆค๏ผไฝฟ็จไธไธช็ปไธ็TLB้่ฆ่พไธบๅคๆ็้ป่พ๏ผไธบไบ้ไฝๅคๆๅบฆ๏ผๆไบค็บง็ปดๆคไบไธไธชๅ็ฌ็JTLB๏ผ่ๅๆ็บงๅ่ฎฟๅญ็บงๅๅซ็ปดๆคไบITLBๅDTLBไฝไธบๆไบค็บงTLB็ๅฏๆฌใๅๆๅ่ฎฟๅญ็บง็TLB้ฝๅช่ฟ่ก่ฏปๅๆฅ่ฏขๆไฝ๏ผ็ฑๆไบค็บง่ด่ดฃ็ปดๆคๆๆTLB็ๅๅ ฅ๏ผไฟ่ฏๅไธชTLBๆฐๆฎ็ไธ่ดๆงใๅ ทไฝๆฅ่ฏด๏ผๅฏนไบtlbrdๅtlbsrchๆไปค๏ผcommit็บงไปJTLB่ฏปๅๆฐๆฎ๏ผๅฏนไบtlbwr๏ผtlbfillๅinvtlbๆไปค๏ผ็ฑcommit็บง่ด่ดฃ้ๆฉๅๅ ฅ็TLB็ดขๅผๅTLBๅ ๅฎน๏ผๅฐๅ ถๅๆญฅๅๅ ฅๆๆTLBใTLB็ปดๆคไนๅๅทๆฐ็ฎก็บฟ๏ผไฟ่ฏTLB็ปดๆคๆไปคๅ็ๆๆๅๆๅ่ฎฟๅญๆไฝ้ฝๅฏไปฅๆฅๅฐๆๆฐ็TLB่กจ้กนใ
TLBๆฅ่ฏขๅ็ปดๆคๆไฝๅบๅฎไธบไธๅจๆๅฎๆ๏ผๅ ๆญค่กจ้กนไธชๆฐๅฏนไบ้ข็ๆ่พๅคงๅฝฑๅใๆไปฌ่ฎพ่ฎกไบ่กจ้กนๆฐ้ๅฏ้ ็ฝฎ็TLB๏ผ้ป่ฎคไธบ32้กนใ
ๅจ BPU ๆจกๅ๏ผ icache ๅ dcache ๆจกๅไธญ้ฝไฝฟ็จไบ DPSRAM ๆจกๅ๏ผ่ฟไธชๆจกๅๅ่ไบๅไบฌ่ช็ฉบ่ชๅคฉๅคงๅญฆ2020็บง็ๅฒๅญฆ้ฟ็ wired ๆ ธๅฟไธญ็ๅฎ็ฐ๏ผไฝฟ็จไบๅ่ฏญ xpm_memory_tdpram ่ฐ็จไบ URAM ่ตๆบ๏ผๅฎ็ฐๅ็ซฏๅฃ็ RAMใๆไปฌ็บฆๆ๏ผๅจๅฎ้
ไฝฟ็จไธญ๏ผ็ซฏๅฃ0ไธบๅช่ฏป๏ผ็ซฏๅฃ1ไธบ่ฏปๅ๏ผไธ็ซฏๅฃ1ไธบๅๆถ๏ผ็ซฏๅฃ0ๆ ๆใ
BOOM ๅฎ็ฐ็ๅฏๅญๅจๅ ไธป่ฆๅ ๆฌไธค็ง๏ผไธ็งๆฏ็บฏๅฏๅญๅจ่ตๆบๆญๅปบ็ๅฏๅญๅจๅ ๏ผๅฆไธ็งๆฏ็จ lut ram ่ตๆบไผๅ็ๅ bank ็ญ็ฅ็ๅฏๅญๅจๅ ใ
็บฏๅฏๅญๅจๅ ่ขซ็จไบ rename ็บงไธญ็้ๅฝๅ่กจๅ้ป่พๅฏๅญๅจๅ ARF ไธญใ
lut ram ่ตๆบไผๅ็ๅฏๅญๅจๅ ๅๆ ทๅ่ไบ wired ๆ ธๅฟ็ๅฎ็ฐ๏ผๅ ่ฃ ไบไฝฟ็จ RAM32M ๅ RAM32M16 ๅ่ฏญๅฉ็จ lut ram ่ตๆบ็ๅบๆฌๆจกๅ qpram_32x2 ๅ qpram_64x1๏ผๅนถไปฅๆญคไธบๅบ็กๅฐ่ฃ ไธ่ฏปไธๅใไธ่ฏปไธๅ็ fpga_ram ไพๅฏๅญๅจๅ ๆจกๅ้ๆฉ๏ผ้ ็ฝฎๆถ็ฑๅๆฐ่ฐๆดใ็ฑไบๅจๅฎ้ ไฝฟ็จไธญ็่ฏปๅฃไธๅฐ่ฃ ็่ฏปๅฃๆฐ็ฎไธไธ่ด๏ผๅ ๆญคๅฑ่ฝๆๆไบ่ฏปๅฃๅฎ็ฐๅ ญ่ฏปไธๅ็ๅฏๅญๅจๅ ๏ผ่ฟไธไผๅ่ขซ่ฟ็จๅจไบ ROB ่กจ็ๅฎ็ฐไธญ๏ผๅๆถ็ฑๅ ถๅ bank็็นๆง๏ผไธบ cdb ๆดๆฐ ROB ๆๅบไบๅๅฅๅถ่กจ้กนๆไบค็่ฆๆฑใ
ๆ นๆฎๅๅธๅ ๆต่ฏ็น๏ผๆไปฌ็ๆง่ฝๅๆฐๅฆไธ๏ผๆปๅนณๅๆง่ฝไธบ1.715
| cpu_clk : sys_clk | ๆต่ฏ็น | 65MHz : 100MHz | 40MHz : 100MHz | - |
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ๆไปฌ็IPCไธบ๏ผ
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ๅฏไปฅ็ๅบ๏ผๅจ้จๅๆต่ฏ็น๏ผๆไปฌIPCๅคงไบ1๏ผไฝ็ฐไบ่ถ ๆ ้ๅค็ๅจ็ไผๅฟใ
ๆไปฌ็ๅๆฏ้ขๆต็ไธบ๏ผ
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ๅจ็ญ็ญไธๅคฉๅ ๏ผๆไปฌ็ๆง่ฝๅ็ฑๆๅ็1.01ไผๅๅฐไบ1.75๏ผๅฎ็ฐไบ70%็ๅทจๅคงๆๅใ
ๅจๆๅ๏ผ้่ฟ่งๅฏๆณขๅฝข๏ผๆไปฌๅฎไฝๅฐไบๆไปฌ็ๅนณ้ๅจไบๅๆฏ้ขๆต็ใๅๆฏ้ขๆต็่ฟไฝๅฏผ่ดไบIPCๅคชไฝใๆไปฌ่ฟ ้่ฟญไปฃไบๅค็๏ผๅฐๅๆฏ้ขๆต็็ฑ50%่ฟ ้ๆ้ซๅฐไบ70%๏ผๅฐๆง่ฝๅไผๅๅฐไบ1.5ใ
้ๅ๏ผๆไปฌๆณจๆๅฐไบๆไปฌ็้ข็ไป ๆ50M๏ผๅจ็ผฉ็ญๅคไธชๅ ณ้ฎ่ทฏๅพๅ๏ผๅฐ้ข็ไผๅ่ณไบ65M๏ผๆง่ฝๅไนๆถจ่ณ1.75ใ
ๆฌ้กน็ฎๅ่ไบๅ ๆฌไฝไธ้ไบไธๅไนฆ็ฑใ่ตๆใ็ฝ็ซๆๅผๆบ้กน็ฎ๏ผ
- ๅงๆฐธๆ. ่ถ ๆ ้ๅค็ๅจ่ฎพ่ฎก[M]. ๆธ ๅๅคงๅญฆๅบ็็คพ: 201404.
- ้พ่ฏๆถๆ 32 ไฝ็ฒพ็ฎ็ๅ่โผฟๅ
- ็ๅฒ. ๅบไบ LoongArch ๆไปค้็ๅคๆ ธๅค็ๅจ่ฎพ่ฎกไธๅฎ็ฐ
- ChipLab้กน็ฎ๏ผhttps://gitee.com/loongson-edu/chiplab
/* ไธๅบbug
____________________โโโโโโโโโโโโโโโโ__________โโโโโโโโโโโโ
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__โโโโโโโโโโโโโโโโโโโโโโโโ____________โโ__โโโโโโ____โโ__________โโโโโโ__โโ______โโ
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*/