信息检索综合报告范例.doc
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1、微处理器结构与性能研究Structure and Properties of microprocessor 姓名: 专业: 学号: 班级: 1、课题技术背景(来自百度搜索引擎)1.1 微处理器结构概论自从人类1947年发明晶体管以来,50多年间半导体技术经历了硅晶体管、集成电路、超大规模集成电路、甚大规模集成电路等几代,发展速度之快是其他产业所没有的。半导体技术对整个社会产生了广泛的影响,因此被称为“产业的种子”。中央处理器是指计算机内部对数据进行处理并对处理过程进行控制的部件,伴随着大规模集成电路技术的迅速发展,芯片集成密度越来越高,CPU可以集成在一个半导体芯片上,这种具有中央处理器功能的
2、大规模集成电路器件,被统称为“微处理器”。 今天,微处理器已经无处不在,无论是录像机、智能洗衣机、移动电话等家电产品,还是汽车引擎控制,以及数控机床、导弹精确制导等都要嵌入各类不同的微处理器。微处理器不仅是微型计算机的核心部件,也是各种数字化智能设备的关键部件。国际上的超高速巨型计算机,大型计算机等高端计算系统也都采用大量的通用高性能微处理器建造。 1.2 微处理器发展以及研究意义 CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了,这期间,按照其处理信息的字长,CPU可以分为:4位微处理器、8位微处理器、16位微处理器、32位微处理器以及正在酝酿构建的64位微处理器,可以说个人电脑的发展是随着CPU
3、的发展而前进的。微机是指以大规模、 超大规模集成电路为主要部件, 以集成了计算机主要 部 件控制器和运算器的微处理器MP(Micro Processor) 为核心, 所构造出的计算系经30多年的发展已经在人们的生活中占据着举足轻重的位置。由于生产工艺、技术的改进,微处理器的价格十分低廉。这也是它易于 得到广泛应用的有利条件之一。I4004的价格起初是400美元左右,现在用2 美元就可以买一个功能比它强得多的微处理器。微处理器是现代计算机系统的核心和引擎,它不仅提供计算机系统所需的处理能力,而且能够管理缓存,内存和互联子系统,支持整个系统实现多处理器并行计算。本次检索就是为了了解各种微处理器的一
4、般内部结构和主要性能,从而通过对其内部结构的进一步改进和新型结构的研究来降低功耗、提高性能今天的人们或多或少都得与电子产品打些交道,或多或少都得与计算机有些关系。所以研究微处理器是有着非凡的意义的。2、检索步骤 2.1 选择检索词微处理器 microprocessorCPU 结构 structure architecture构造 structure性能 propertycapability功能 function2.2 检索数据库以及检索年代列表所用数据库检索年代文献类型百度搜索引擎-网页中国期刊全文数据库2000-2009期刊文献中文科技期刊数据库2000-2009期刊文献国家知识产权局专利数
5、据库2000-2009专利说明书EI Village2000-2009期刊文献SCIE2000-2009期刊文献ScienceDirect2000-2009期刊文献3.检索式及检索结果3.1中文数据库3.1.1百度搜索引擎 3.1.1.1检索式采用百度的高级检索,由于百度只有关键词这一字段,所以选择的检索式为:关键词=微处理器结构性能,并且是包含以上全部关键词。 3.1.1.2检索结果在“高级搜索”中检索,找到相关网页约1,950,000篇,选择其中1篇: 1【题 名】EPIC高性能微处理器体系结构及其应用【作 者】童小念 杨喜敏【原文出处】计算机与数字工程200432(5)【关 键 词】高性
6、能微处理器 微处理器体系结构 并行运行指令【摘 要】EPIC(Explicitly Parallel Instruction Computing)显式并行指令计算是当今高性能微处理器技术设计的新理念.本文分析了基于EPIC设计思想的安腾(Itanium)处理器体系结构特点,并介绍了安腾高性能微处理器的应用.【收藏处所】3.1.2中国期刊全文数据库(CNKI)(该数据库均提供原文)3.1.2.1检索式A(篇名=(微处理器or CPU)and(结构or 构造)and主题=(性能or功能)B(篇名=(微处理器or CPU)and 摘要=(结构or 构造)and关键词=(性能or功能)3.1.2.2检
7、索结果(1)用检索式A进行检索,命中43条,选择其中5条如下 2【题 名】面向系统芯片测试的微处理器结构设计 【作 者】王党辉; 【原文出处】计算机工程与应用, 2009,(13), 81-83+89【摘 要】采用内嵌微处理器作为测试控制器来测试系统芯片可以提高测试精度和速度,降低测试成本。提出在微处理器结构上做改进,设计了测试数据接口和测试数据解压单元,可以对SOC测试起支持作用。实验结果表明所增加的硬件在电路面积上可接受,对电路性能没有影响,而且对微处理器的正常功能没有任何影响。3【题 名】32位嵌入式CPU的微体系结构设计【作 者】马鹏;卢景芬;龚令侃; 【原文出处】计算机工程, 200
8、8,(S1), 136-138【摘 要】介绍一款自主设计的嵌入式CPU的微体系结构,给出流水线的设计、分支预测的策略、乱序执行指令的顺序提交、精确异常等议题。提出了CPU内5个执行单元的功能,以及CPU的存储子系统。目前该CPU的前端设计已经完成并通过了FPGA验证4【题 名】RISC结构微处理器专用存储单元的研究与实现 【作 者】张琰;戴紫彬; 【原文出处】电子技术应用, 2008,(07), 140-142+146【摘 要】分析了RISC微处理器结构的特点。针对分组密码的操作特征在RISC结构密码专用微处理器中增加专用存储单元,用来专门存储密码运算的相关数据,同时扩展了指令集,极大地减少了
9、执行密码算法时的指令条数,提高了密码运算效率,增强了其处理性能 5【题 名】一种高性能分簇式超标量微处理器结构【作 者】甘初晖;杨兵;喻明艳; 【原文出处】微处理机, 2008,(06), 39-42【摘 要】随着超标量微处理器指令发射宽度的增大,流水线中各个部件的硬件复杂度以及连线长度迅速增加,特别是当工艺线宽越来越小时,连线延迟成为阻碍处理器性能提高的瓶颈。我们提出了一种分簇式超标量处理器结构,在维持发射宽度不变的前提下能够有效降低硬件复杂度,缩短连线长度,减小延迟时间。通过对该分簇的处理器进行模拟并估算它们的物理寄存器组的延迟和面积,我们发现,对于24分簇结构,在寄存器组面积减少12%的
10、同时,处理器性能至少可获得16%的提升。 6【题 名】同时多线程微处理器结构的性能功耗研究【作 者】郭松柳;汪东升;汤志忠;【原文出处】计算机工程与应用, 2008,(28), 4-8【摘 要】为同时多线程微处理器结构建立的准确的功耗评估模型,将可给出该结构中各部件的功耗使用情况,进而可通过调整部件电压或优化部件结构的方法,达到减少整体功耗的目的;同时,此功耗评估模型也可以作为高层功耗优化研究的测试平台,为系统级、软件级功耗优化研究提供支持。(2)用检索式B进行检索,命中67条,选择其中5条如下7【题 名】一种嵌入式异构双核微处理器【作 者】陈芳园; 石伟; 任洪广; 王友瑞; 王志英; 陆洪
11、毅;【原文出处】国防科技大学学报, 2009,(04), 265-268【摘 要】针对多核日益严重的功耗问题,利用异步技术在低功耗方面的优势,结合数据触发结构设计并实现了一种嵌入式异构双核微处理器(ADTA-1)。该设计将异步设计应用于嵌入式多核微处理器中,并在芯片中对异步微处理器进行了测试,验证了异步电路在多核微处理器中的有效性和低功耗特性,为进一步设计和实现低功耗异步多核微处理器进行了有益的探索。8【题 名】基于多微处理器的阀门电动装置控制器 【作 者】费向军;【原文出处】阀门,2009,(04), 21-23【摘 要】介绍了阀门电动装置控制器的结构和工作原理,阐述了一种新型基于多个单片微
12、处理器的控制器软硬件结构,以及不同微处理器之间的数据交换原理和工作方式9【题 名】浅析CPU维护及优化技巧 【作 者】陈丽;【原文出处】网络与信息 2009,(01), 110-113【摘 要】集成了百万计、千万计,甚至数亿计晶体管的CPU芯片,除了具有计算能力的电路和结构,还拥有控制及指挥其他硬件电路相配合的中央控制器。由此可见,CPU的健康状态,会对整套计算机系统的稳定运行产生举足轻重的影响。文中分析了常见的CPU故障,并从常见故障角度,给出了保养及优化CPU性能的方法。10【题 名】一种嵌入式CPU功能验证平台的设计 【作 者】虞致国; 魏敬和;【原文出处】电子器件 2009,(02),
13、 38-42【摘 要】功能验证是嵌入式CPU设计中一项复杂而重要的工作。针对某8位嵌入式CPU的设计要求,提出了一种嵌入式CPU的高度集成化的功能验证平台。该验证平台集成了整个功能验证流程,包括验证程序开发、验证程序调试、验证数据生成、验证Testbench、验证配置环境、覆盖率分析、结果比较和分析及基于FPGA的硬件验证平台等。验证平台通过代码覆盖率的分析来改善验证的完备性。该验证平台原理清晰,结构简单,扩展灵活,提高了功能验证的效率和自动程度,对其它CPU验证平台的设计具有一定的参考价值。11【题 名】基于双CPU控制的低压馈电开关保护器的设计 【作 者】艾向成; 陈云信; 【原文出处】煤
14、矿机械, 2009,(03), 227-231【摘 要】提出了一种基于双CPU控制的低压馈电开关保护器的设计方案。实用新型保护器采用双CPU结构,它能提供一种采样精确,抗干扰能力强,运作稳定,选择性判断准确,且带有网络通讯功能的矿用低压馈电开关保护器。该装置的设计大大提高煤矿供电系统的安全可靠性。3.1.3中文科技期刊数据库(VIP)(该数据库均提供原文)3.1.3.1检索式A(M(微处理器+CPU)*(结构+构造)*(R性能+功能)B(M=微处理器+CPU)*(T=结构+构造)*(K=性能+功能)3.1.3.2检索结果(1)用检索式A进行检索,命中53条,选择其中5条如下:12【题 名】微处
15、理器助推CNC性能提升 【作 者】C.G. Masi 辛磊夫 【原文出处】软件 2009 (6)51-54 【摘 要】事实上,正是对通用处理能力的需求导致了微处理器的普及。单纯半导体结构的经济性使大众市场产品的设计成本低廉,同时也得以更细化划分的市场,像数控产品这种为目标设计的成本却异常昂贵13【题 名】一种嵌入式微处理器cache存储体系结构设计 【作 者】鲍东星 李晓明 【原文出处】电测与仪表. 2007,44( 8)37-40,52【摘 要】本文介绍了一种基于32位整数单元的片上cache存储体系结构设计的方案。作为SOC平台的核心部件本设计中所有模块均自行设计采用自顶向下的设计方法,应
16、用Verilog HDL硬件描述语言进行设计。总线接口符合AMBATM总线规范(Rev2.0)。为了对设计功能的有效性进行验证,还设计了一个基于AMBATM总线协议的通用SOC的系统虚拟验证平台。利用该平台对相关模型进行了调试和仿真。仿真结果表明,设计达到预期的功能要求14【题 名】微处理器体系结构模拟器SimpleScalar分析与优化【作 者】金立忠 窦勇【原文出处】计算机应用研究. 2006,23(8)197-198,202【摘 要】WiseonsinMadison大学发布的SimpleSealar模拟器为处理器体系结构设计提供了多层次的支持。分析了整个模拟器的结构和工作流程,并通过测试
17、分析得到了优化方法,该方法通过对模拟器编译配置的改进,能够缩短模拟时间50左右,大大提高了工作效率。15【题 名】一种嵌入式微处理器中的在线调试模块设计【作 者】杨金华 杨松华 张琨【原文出处】集成电路应用2005(9)50-52【摘 要】文章提出了一种嵌入式微处理器的在线调试模块。这个模块可以用较少的硬件开支实现一些强大的调试功能:响应硬件和软件触发、提供开始停止调试模式、单步调试操作、程序执行的跟踪、代码内存、外部数据存储器、SFR、内部数据存储器的读和写。文章首先介绍了嵌入式微处理器可调试模块设计的原理,其次介绍了在线调试的结构设计,最后给出结论和分析16【题 名】一种用于CPU升级的硬
18、件结构的设计与实现【作 者】马保全 龚龙庆【原文出处】计算机时代 2005(6)43-44【摘 要】介绍了一种CPU升级的硬件结构设计,采用了子母板的工作模式。在不改动原系统的情况下提高系统的处理性能,此硬件结构可根据不同的处理需求选择不同的CPU,具有良好的灵活性。本文对于系统升级有一定的借鉴意义。(2)用检索式B进行检索,命中13条,选择其中3条如下:17【题 名】体系结构级高性能低功耗Cache的研究【作 者】郭鹏 肖建华 黄哲 【原文出处】湖南工程学院学报:自然科学版. 2005,15(3)45-48【摘 要】高性能和低功耗是便携式计算机的必要要求,Cache存储器在减小微处理器和主存
19、之间的性能差距上起着关键作用,但同时它又是主要的耗能部件之一,着重讨论了体系结构级的高性能低功耗Cache存储器的相关技术18【题 名】微处理器体系结构模拟器SimpleScalar分析与优化【作 者】金立忠 窦勇 【原文出处】计算机应用研究 2006,23(8)197-198,202【摘 要】WiseonsinMadison大学发布的SimpleSealar模拟器为处理器体系结构设计提供了多层次的支持。分析了整个模拟器的结构和工作流程,并通过测试分析得到了优化方法,该方法通过对模拟器编译配置的改进,能够缩短模拟时间50左右,大大提高了工作效率。19【题 名】高性能微处理器的微体系结构能量有效
20、性【作 者】易会战 杨学军【原文出处】计算机学报 2004,27 (7)874-880【摘 要】降低处理器的能量消耗,提高能量使用的有效性是高性能微处理器进一步发展的关键问题传统的依靠工艺改进降低功耗的方法已经不能满足功耗增长的要求线路层、门层等低层能量优化方法已经得到广泛研究更高层次的微体系结构层、编译层和应用层的优化是更有效的优化方法,但是现在一直缺乏很好的比较微体系结构能量有效性的尺度该文给出了比较微体系结构能量有效性的方法,提出微体系结构能量有效性尺度Metricarch作者使用该尺度对高性能微处理器的微体系结构能量有效性进行了研究,对最新的高性能微体系结构的能量有效性进行了比较分析,
21、进而,得出结论:现代微处理器的微体系结构能量有效性呈现下降趋势,当前系统能量有效性发展主要还是来自于工艺水平的提高,能量有效性高的微体系结构代表了高性能微处理器发展的方向3.1.4国家知识产权局专利数据库()(该数据库均提供原文)3.1.4.1检索式A(名称=微处理器) and (摘要=结构 or 性能)B(名称=微处理器and结构)and(摘要=性能)3.1.4.2检索结果(1)用检索式A进行检索,命中发明专利 59 条,选择其中2条如下:20【发明名称】增加微处理器的缓存器数量的机制【发 明 人】G葛兰亨利;罗德E胡克【公 告 号】CN【摘 要】本发明涉及一种用于存取微处理器内的延伸缓存器
22、的装置及方法。该装置包括一转译逻辑与一延伸缓存器逻辑。该转译逻辑将一延伸指令转译为对应的微指令。该延伸指令具一延伸前置码与一延伸前置码标志。该延伸前置码指定缓存器地址延伸项,以指出该延伸缓存器,其中该延伸缓存器不能藉一既有指令集来指定。该延伸前置码标志指出该延伸前置码,且为该既有指令集内另一依据结构所指定的操作码。该延伸缓存器逻辑耦接至该转译逻辑,用以接收该对应的微指令,并存取该延伸缓存器。21【发明名称】采用双指令集的32位嵌入式微处理器【发 明 人】徐科;王文婷;忻凌;闵昊【公 告 号】CN【摘 要】本发明为一种采用新体系结构的32位嵌入式微处理器,能够处理本地RISC指令和Java卡虚拟
23、机两套指令集。它由取指单元、指令cache、指令译码电路、指令折叠电路、通用寄存器组、数据运算单元、内存单元、前推电路、异常处理单元等部分构成。其中,指令cache和指令折叠电路仅在执行Java卡虚拟机指令时有效,与此同时,通用寄存器组映射为堆栈cache。本发明中的微处理器可以同时支持两套指令集,并且之间能够方便的进行无缝切换,而电路面积与传统不支持Java卡虚拟机的处理器相比,增加不到20。(2)用检索式B进行检索,命中发明专利1条,如下:22【发明名称】一种高性能微处理器结构寄存器保留恢复指令的实现方法【发 明 人】胡向东;王 飙【公 告 号】CN【摘 要】本发明公开了一种高性能微处理器
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