Клишин П.А. «Разработка модуля коммутации данных в

реклама
Разработка модулей коммутации
данных в микропроцессоре
«Эльбрус-4С+»
Выпускная квалификационная работа
на соискание степени бакалавра
студента 816 группы Клишина П. А.
Научный руководитель: д.т.н. Сахин Ю. Х.
Новый микропроцессор
«Эльбрус-4С+»
8 универсальных ядер
• Частота не менее 1000 МГц
• Пиковая производительность не менее 150
Gflops
• Четыре канала оперативной памяти DDR3
SDRAM
• Технология 40 нм
•
Структурная схема «Эльбрус-4С+»
Постановка задачи
•
Разработка входного коммутатора L3кэша
•
Разработка буфера данных по записи
контроллера памяти
•
Тестирование модулей
Входной коммутатор данных L3
кэша
Функции устройства:
◦ Коммутация данных с 7 направлений в L3$
◦ Адресация по банкам L3$
◦ Данные из контроллеров памяти должны поступать в
кэш с минимальными задрежками
Параметры устройства:
◦ Наивысший приоритет у контроллеров памяти
◦ Арбитр с круговым приоритетом для каналов I/O и
линков
Входной коммутатор данных L3
кэша
Структурная схема
Входной коммутатор данных L3
кэша





Ширина входных интерфейсов – 128 бит,
ширина выходных интерфейсов – 256 бит
Прием данных из контроллеров памяти за 2
такта
Прием данных из каналов ввода-вывода за 2
или 4 такта
Прием данных от контроллеров
межпроцессорных линков за 3 или 5 тактов
Выдача данных – 1 такт
Буфер данных по записи
контроллера памяти
Требования:
◦ Коммутация данных с 5 направлений (из
межпроцессорных линков, домашнего
процессора и контроллера памяти)
◦ Осуществление операции «чтение-модификациязапись» с использованием одной ячейки в буфере
◦ Входные интерфейсы работают на частоте
процессора, а выходные – на частоте контроллера
памяти
Буфер данных по записи
контроллера памяти
Интерфейсы с системой
Буфер данных по записи
контроллера памяти
•QMU – двухпортовая очередь
для выдачи номера свободной
ячейки в rl_buff
•Dready – битовая шкала,
показывающая контроллеру
памяти готовность данных в
ячейках
•Arb – арбитр, наивысший
приоритет у данных из
контроллера памяти, остальные
направления по круговому
приоритету
Буфер данных по записи
контроллера памяти
Операция «чтение-модификация-запись»
•Запись в одну ячейку буфера
•Определение
модифицированных/
немодифированных данных и
запись по маске/отрицанию
маски
•Завершение сбора данных по
сигналу из coh_analyser
Буфер данных по записи
контроллера памяти
Буфер реализован на блочной памяти,
глубиной в 32 ячейки
 За такт происходит запись только с одного
направления
 При операции «write-back» из homeпроцессора выдача данных в память
происходит через 2 такта после приема

Результаты
Разработано Verilog-описание модуля
входного коммутатора L3-кэша
 Разработано Verilog-описание модуля
буфера данных по записи контроллера
памяти
 Оба модуля встроены в контроллер
межсистемного обмена
 Начато тестирование

Спасибо за внимание!
Скачать