摘要：主要研究了基于ARM Cortex-M3核的SoC设计方法及不同架构对芯片整体性能的影响。首先从Cortex-M3的结构特点尤其是总线结构特点出发,分析了基于该核的SoC架构设计的要点。然后通过EEMBC的coremark程序,对实际流片的一款Cortex-M3核芯片进行了性能测试,并与STM32F103 MCU的测试结果进行了对比,通过实例说明了不同芯片架构对性能的影响。最后,对影响SoC芯片性能的因素,包括芯片架构、存储器速度、工艺、主频等进行了分析和总结。

摘要：国内基于RISC-V指令集的嵌入式处理器的研究在近几年内得到了快速发展.在性能评估研究上多集中于2-3级流水的小规模、低功耗处理器,针对5级流水架构处理器的性能量化研究较少.针对该问题,在传统5级顺序流水架构的基础上,分别从RISC-V指令预测、流水线机制、乘除法算法、存储架构等方面分析处理器优化的策略.针对不同策略优化的处理器以AHB片上互联、APB桥接的方案实现外部模块的搭载.在FPGA上完成软硬件协同仿真验证,并在Xilinx的XC7K325T开发板上运行性能评估测试程序coremark,依据运行结果着重分析不同静态预测算法、不同周期乘除法运算、外挂存储的容量与设计等因素对处理器的影响.最终实现的处理器基于RV32IMZicsr架构,采用了半静态预测(资源优化)、流水线检测转发机制(处理优化)、短周期乘除法(计算优化)、最优存储架构(取指与访存优化)等性能优化策略.coremark跑分达到3.06 coremark/MHz.