在32位CPU中Load Aligner模塊數(shù)據(jù)通道的設(shè)計與實現(xiàn)

　　以上是Load Aligner模塊數(shù)據(jù)通道部分的設(shè)計。它還需要有控制模塊來產(chǎn)生上述控制信號，此外由于任何一個控制信號都要驅(qū)動數(shù)據(jù)通道子模塊中的32個cell，所以還要有一個驅(qū)動模塊來使控制信號有足夠的驅(qū)動能力。由以上分析，整個Load Aligner模塊的框圖如圖2所示。其中，控制模塊采用自動布局布線生成，而驅(qū)動模塊和數(shù)據(jù)通道模塊均采用全定制設(shè)計。

　　功能驗證

　　對此模塊的RTL代碼和所設(shè)計的電路分別進行了功能驗證。設(shè)從DCACHE取出的32位數(shù)據(jù)用十六進制表示為AABBCCDD，對表3中的所有指令進行測試。圖3所示的波形圖就是依次測試指令LW、LH00、LHU00、LH10、LHU10、LB00、LBU00、LB01、LBU01、LB10等的結(jié)果。可以看出，結(jié)果與表3完全吻合。說明所設(shè)計的電路滿足設(shè)計目標(biāo)，可以實現(xiàn)所要求的所有指令。

　　電路仿真

　　根據(jù)圖1可以看出，從符號選擇信號Sandz4:0>到輸出的路徑為最長路徑，我們選取這條路徑進行仿真，并考慮在0.18μm時線電阻電容對時延的影響，用Hspice確定了所需器件的尺寸。仿真結(jié)果如圖4所示。上升時時延為0.52ns，下降時時延為0.47ns，均滿足小于0.7ns 的要求。

　　結(jié)論

　　在CPU中，Load Aligner模塊是DCACHE和數(shù)據(jù)通道之間的接口。從DCACHE中取出的數(shù)據(jù)只有通過Load Aligner模塊重新排序，才能進入CPU的數(shù)據(jù)通道。在設(shè)計中應(yīng)用了自上而下的設(shè)計方法，所設(shè)計的電路實現(xiàn)了所有的指令，在時延上也達(dá)到了設(shè)計目標(biāo)。