為4D無(wú)線(xiàn)通信設計基于軟件無(wú)線(xiàn)電及變寬度SIMD處理器體系結構

控制器流水線(xiàn)的主要工作是控制程序流，所以分支與跳轉占其工作負載的很大一部分。涉及到流水線(xiàn)的設計，數據冒險也需要考慮。這里通過(guò)兩個(gè)實(shí)例對幾個(gè)關(guān)系進(jìn)行仿真，以驗證設計的正確性。

2.1 驗證實(shí)例1

　　匯編源程序：

　　addi r0，r1，4;

　　addi r0，r2，0;

　　bret r2，r1，3;

　　inc r2;

　　jnt -2;

　　inc r1;

　　這段程序的目的是為了驗證標量流水線(xiàn)的條件判斷類(lèi)指令和無(wú)條件跳轉指令是否符合設計預期。仿真波形如圖4所示。從驗證波形可以看出，從0ns 時(shí)刻addi r0, r1, 4指令進(jìn)入取指階段開(kāi)始，一直到240ns時(shí)刻程序段執行結束，整個(gè)運算過(guò)程結果都正確，最終寄存器r1的值變?yōu)?。

2.2 驗證實(shí)例2

　　匯編源程序：

　　addi r0, r2, 0;

　　addi r0, r1, 100;

　　add r1, r2, r2;

　　loop r1, -1;

　　addi r0, r3, 5;

　　這一段程序的目的是為了驗證在4G 無(wú)線(xiàn)通信或視頻算法中常見(jiàn)的循環(huán)計算，標量流水線(xiàn)的loop指令就是專(zhuān)為應對這樣的計算所設計的。實(shí)例程序展示的是100以?xún)鹊淖匀粩登蠛?。仿真波形如圖5所示。

　　從圖5可以看出，首先將寄存器r1和寄存器r2的值分別初始化為100和0;執行add r1, r2, r2指令，$r2 = $r2 + $r1。loop r1, -1指令判斷是否寄存器r1的值大于0，如果成立，則跳轉成立，寄存器r1值減1，跳轉到add r1, r2, r2指令繼續執行，如此反復。最終寄存器r2值為100以?xún)鹊淖匀粩档暮?050，16進(jìn)制表示為000013ba。循環(huán)結束，addi r0, r3, 5執行，置寄存器r3值為5。兩個(gè)實(shí)例驗證波形都驗證了指令執行的正確性。

3 總結

　　本文以4G無(wú)線(xiàn)通信這一學(xué)術(shù)熱點(diǎn)為研究對象，結合4G無(wú)線(xiàn)通信協(xié)議和高清視頻中所使用的算法，研究和設計了基于SDR的變寬度SIMD處理器體系結構，包括處理器的工作模式、PE核標量流水線(xiàn)。仿真結果驗證了該處理器體系結構設計的正確性。

　　下一步，本文將針對4G無(wú)線(xiàn)通信所涉及的算法進(jìn)行并行處理，并對處理器進(jìn)行并行處理實(shí)例驗證。

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