一种低功耗多核心系统处理单元的自动化设计方法

席 娜，徐术力

XI Na, XU Shu-li

（江西经济管理干部学院 计算机系，南昌 330088）

0 引言

随着手持型终端的普及化，多媒体应用对系统的运算需求也越来越高。传统上主要依靠提高芯片主频频率来增大运算速度，但会带来高热量，大功率的问题，相对于追求高频率的作法，多核心系统能在提升运算能力下，有效地解决功率消耗的问题，所以成为越来越普遍的设计趋势[1]。

对单一处理单元设计来说，除了处理单元本身的硬件架构设计外，还包含对应的工具链、编译器、模拟器等相关软件，这些工作往往需要耗费很长的设计和验证时间，如何快速设计一个处理单元并且能够弹性地修改，以便提供系统的架构，这是本文的探索重点。本文采用LISA的自动化处理器设计流程，快速地设计一了多核心系统的处理单元及其相关的工具，并且可提供电子系统层级(Electronic System Level；ESL)的架构探索，以符合各项不同的开发需求[2]。

1 LISA自动化设计方法和PACDSP

图1 LISA自动化设计流程

Synopsys CoWare LISATek[3]处理器的自动化设计方法基于LISA 2.0(Language for Instruction Set Architecture；LISA)架构描述语言[4]，LISA 2.0提供的一正规的描述语言，对于处理器的发展，可缩减设计初期的指令集描述和后期RTL设计之间的距离障碍。除此之外，也可以支持多种不同抽象层级的描述以便提供不同发展需求使用，比如指令层级的处理器提供快速程序开发，而周期层级的描述提供架构探索使用。如图1所示，完成LISA的指令架构描述后，可经由Processor Designer及Compiler Designer的自动化开发工具产生该处理器的工具链、编译器、模拟器，并且配合应用软件进行除错和分析，进一步探讨是否符合设计规格和目标，若未能符合，则可返回到LISA描述快速地修改并且自动化产生对应的设计，保有设计上的高度弹性；……