tailieunhanh - Kiến trúc vi xử lý 32 bit kiểu RISC của Việt Nam, chip VN1632

VN1632 là vi xử lý đầu tiên do Việt Nam thiết kế. Thiết kế này dựa trên kiến trúc RISC Harvard 32-bit với kiểu đường ống 5 tầng (five-stage pipeline). Bài báo sẽ giới thiệu tổng quát về thiết kế, đồng thời trình bày phần thực hiện phần cứng của nó. Phần giới thiệu tổng quát trình bày và mô tả những đặc điểm chính của thiết kế, đó là: sơ đồ khối, tập thanh ghi, cấu trúc đường ống. Phần thực hiện phần cứng mô tả những chi tiết bên trong của từng khối. Một trình mô phỏng chi tiết được xây dựng để kiểm tra toàn bộ hoạt động của thiết kế. Sau khi hoàn thành, bản thiết kế được gởi đi chế tạo với công nghệ IBM ở một nhà máy sản xuất chip của Mỹ. Chip VN1632 đã được kiểm tra thực tế và kết quả cho thấy rằng kiến trúc này đã hoạt động đúng với hiệu suất đã đề ra. | TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 14, SOÁ K1 - 2011 THE ARCHITECTURE OF A VIETNAMESE 32-BIT RISC MICROPROCESSOR, THE VN1632 Ngo Duc Hoang, Hau Nguyen Thanh Hoang, Nguyen Phu Quoc, Do Ngoc Quynh IC Design Research and Education Center (ICDREC) (Manuscript Received on April 08th, 2010, Manuscript Revised November 25th, 2010) ABSTRACT: VN1632 is the first 32-bit Vietnamese-designed microprocessor. Its design is based on the Harvard 32-bit RISC architecture but with a five-stage pipeline. This article presents the architecture overview and the implementation of the microprocessor. The overview shows main features, the block diagram and descriptions of most salient blocks, namely registers and pipeline. The implementation describes the design detail of each block. A detailed simulation was carried out to check the overall performance of the design which was then entrusted to an American fab for fabrication using the IBM process. Testing results of VN1632 proved that the architecture works correctly with desired performance. Keywords: microprocessor, RISC, computer architecture, pipeline In the present paper, we introduce the 1. INTRODUCTION A microprocessor is a computer itself. It is, so to say, a conglomeration of all necessary functional parts for processing information data. RISC, or Reduced Instruction Set Computer, is an architecture that uses a small, The 32-bit microprocessor VN1632 was and developed based on the experiences accumulated by the success of other 8-bit microcontrollers [1][2][3]. The challenge of this new task was not only the complexity, the larger scale of the 32-bit microprocessor, but to ensure the design originality, many new and hard issues have been studied and implemented: cache memory, prefetch buffer, write buffer, store buffer, bus interface, co-processor, etc characteristics are the architecture of Harvard 32-bit RISC but with a five-stage pipeline and on-chip cache memory, in which instruction cache and data cache are