일반기술

임베디드응용 시스템용 32-비트 RISC코어

본 발명은 내장형 시스템에서 사용되는 프로세서는 RISC 코어를 CPU로 사용하고 캐시, 메모리 관리 유닛, 타이머, 시리얼 I/O, 버스 인터페이스 등 많은 주변기능 블록들을 코프로세서화하여 단일 칩에 집적하는 SOC (System-On-Chip)형태를 가진다. 이러한 SOC 내에서 내장형으로 사용되어지는 RISC 코어는 전력소비가 적어야 하며 다양한 응용 소프트웨어를 수행할 수 있는 마이크로프로세서의 능력이 요구되어진다. 본 IP(Intellectual Property)에서는 높은 코드 밀도를 위한 Thumb 코드 지원과 로직 레벨에서의 전력 소비를 감소시킬 수 있는 기법들에 바탕을 두어 32 비트 RISC 코어를 VHDL을 사용하여 설계하였다. 설계된 코어는 전형적인 5단 파이프라인으로 동작하며, 성능 향상을 위한 하바드 구조를 가진다. 이 고성능 내장형(Embedded)32-비트 RISC코어은 최근 멀티미디어 통신회로에서 많이 사용되고 있으며 연산에 필수적이다.‧ Instruction Set:명령어 타입 중 2가지 명령어 타입(Data Processing, Multiply)은 연산에, 3가지 명령어 타입(Data Transfer, Data Swap, PSR Transfer)은 레지스터와 메모리사이의 데이터 전달을, 나머지 2가지(Branch, Software interrupt)는 명령어 실행 흐름제어와 privilege 모드로 들어갈 때 사용‧ 5단 파이프라인(Fetch, Decode, Execute, Memory, Write back)으로 구성‧ 그래픽 처리에 적합한 명령어 지원을 위한 배럴 쉬프터는 MUX 기반으로 한 양방향 배럴 쉬프트로 설계‧ 화상의 압축/신장 등의 처리 등의 효율적인 DSP 처리를 위한 Modified Booth 곱셈기로 설계‧ 레지스터 뱅크는 31개의 범용 레지스터들로 구성 ‧ RISC 코어의 제어회로 방식은 모든 제어 신호를 Decode 단 때 발생시켜 지연 회로를 통해 필요한 시점까지 지연시키는 데이터 정적제어 방식을 사용 ♠ 기대효과 ♠양방향 무선 멀티미디어 Internet응용 및 초고속 이동통신용에 사용되는 무선단말기 및 디지털카메라 고성능, 고밀도 내장형 RISC칩을 사용하여 신뢰성있는 제품에 활용