摘要：结合龙芯1号处理器实际设计过程,介绍了处理器功耗评估的方法和功耗模型,分别对结构级、电路级功耗评估和实际芯片3种情况进行测试程序仿真.经过量化分析和比较表明:结构级功耗评估具有仿真速度快、评估结果误差和测试程序相关,并且同一测试程序误差能够追随电路级功耗评估等特点,说明了龙芯1号处理器进行结构级功耗评估的有效性.采用该方法可显著提高低功耗处理器结构的设计效率.

摘要：开发龙芯2号这样的高性能通用处理器是一项极其复杂的艰巨任务·龙芯2号处理器的设计规模和复杂度比龙芯1号增加了许多倍,如何保证设计的正确性是一个重大挑战·简单的系统级测试已经不能满足设计的需要,这就要求采用多种有效的、先进的验证方法和工具帮助设计者尽可能早的发现和改正设计错误·主要介绍了在龙芯2号处理器的设计开发过程中采用的功能验证流程和主要验证方法·模拟仿真是主要的验证手段,新的形式化验证方法也应用到了验证流程当中·

摘要：针对高性能通用处理器的结构特性及设计特点,指出了由于在高性能通用处理器中存在发射宽度较大、数据通路规整的基本特点,其大多数电路中的堆叠效应依然明显存在.由此结合一款高性能通用处理器———龙芯2号的具体设计,对该处理器主要数据通路模块进行了输入向量控制,并提出以“直接观察法”、“有效分解法”、“操作数隔离复用法”、“模拟退火算法”等多种技术思想为基础的电路最小漏电功耗分析及优化的实用性方法.实验结果表明,以上方案能够使得处理器的主要数据通路的漏电功耗减少近27%,同时模拟退火算法与以往的随机算法以及遗传算法相比在寻找电路最小漏电功耗的全局搜索能力上具有优势.

摘要：SoC设计中大量使用IP,其验证充分与否决定了设计的成败,其中处理器IP的验证十分复杂耗时。该文介绍龙芯1号IP的验证流程,阐述龙芯1号IP的基本结构及功耗低、配置丰富等特点。建立龙芯1号IP的仿真环境平台,提出平台的改进思路,其验证流程比传统验证流程更具多样性和完备性。

摘要：设计并实现了一个网络防火墙计算机系统方案。该方案采用国产高性能龙芯2E处理器和L inux操作系统,并对防火墙系统软件的核心策略、硬件结构设计、高速信号完整性设计、网络数据包吞吐率和延时的测试方法等关键问题给出了相应的解决方法。针对信号完整性问题提出了先期约束后期仿真的布线机制,提高了高速信号系统板级设计的可靠性。给出了网口数据包吞吐率和延迟这两项评估防火墙性能的关键指标的测量和计算方法。板级仿真和实际网络性能测试数据表明,该方案是一个通用且安全可靠的防火墙系统方案。

摘要：设计并实现了一个网络计算机系统方案。该方案采用国产高性能龙芯2E处理器和自主设计的北桥,对于主板上的电源设计、北桥设计、信号完整性等关键问题给出了相应的解决方法。针对信号完整性问题提出了先期约束后期仿真的布线机制,提高了高速信号系统板级设计的可靠性。理论分析和实验结果表明,该方案是一个通用可靠的龙芯2E板级系统方案。

摘要：随着生产工艺的提高,芯片上能集成越来越多的晶体管,多线程技术也逐步成为一种主流的处理器体系结构技术,而多线程处理器的软硬件接口也就成为急需解决的问题.在分析同时多线程的软件需求的基础上,提出龙芯2号同时多线程处理器的软硬件接口协同设计解决方案,给出相应的操作系统实现方案.同时,在Linux2.4.20的基础上实现了龙芯2号同时多线程处理器相应的操作系统.通过运行SPEC CPU2000等测试程序进行性能评测,充分说明实现软硬件接口的龙芯2号同时多线程处理器极大地提高了多进程负载的性能.分析和设计方案不仅适用于同时多线程处理器,而且对于片内多核处理器的设计也有借鉴作用.

摘要：如何有效地利用处理器消耗的能量而得到尽可能高的性能成为了目前体系结构研究的热点,在研究中,结构级的功耗评估工具无疑具有重要的作用.在现有的结构级功耗模拟器中,往往只考虑了动态电路以及全定制实现方法下的功耗刻画,而忽略了以静态电路和标准单元设计为主的ASIC设计方法对处理器功耗带来的影响.由此,结合一款高性能、低功耗通用处理器——龙芯2号的具体实现,对其设计特点和功耗特性进行分析,实现了以龙芯2号处理器为基本研究对象的结构级功耗评估方法.该评估方法充分考虑了CMOS静态电路的结构级功耗刻画方法,因此更加适合目前以ASIC设计方法为主的高性能处理器结构的功耗评估.该结构级功耗评估方法与RTL级的功耗评估方法相比,具有速度快和灵活性好的优点.在2.4GHz的IntelXeon上,该功耗评估方法的速度约为300K/s,是RTL级的评估方法的5000倍,而且误差很小.

摘要：利用锁相环(PLL)为高速低功耗并行传输电路发射机生成时钟信号的系统。设计了一个稳压器(Voltage Regulator),为PLL中对噪声敏感的模块提供低噪声的电压源。在此基础上提出了一种新型的动态改变工作频率的方法,应用于源同步(source-synchronous)模式的高速传输电路。此方法可以在不改变PLL状态的情况下快速改变输入输出(I/O)电路的工作频率,降低功耗。整个芯片采用0.18μm CMOS工艺设计并流片测试成功。

摘要：现代高性能通用处理器的设计越来越复杂,模拟器在处理器设计中所起的作用越来越大.龙芯2号是中国科学院计算技术研究所研制的高性能通用处理器.最早开发的龙芯2号的模拟器ICT-Godson是信号级模拟器,它模拟了处理器的所有细节,十分准确,但速度和灵活性有较大限制.文章基于SimpleScalar工具集,设计并实现了龙芯2号的模拟器***-Godson具有高速度和高灵活性的优点,且准确性也很高.在3.0GHz的Pentium4微机上,Sim-Godson速度约为500K指令/s.大部份测试程序在Sim-Godson上的IPC(Instruction PerCycle)与ICT-Godson相差不到5%,达到了很高的准确性.Sim-Godson在龙芯2号的性能分析工作中发挥了重要作用.