Разработка модулей коммутации данных в микропроцессоре « Эльбрус -4 С +» Выпускная квалификационная работа на соискание степени бакалавра студента 816 группы Клишина П. А. Научный руководитель : д. т. н. Сахин Ю. Х.

Новый микропроцессор « Эльбрус -4 С +» 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 -4 С +»

Постановка задачи Разработка входного коммутатора L3- кэша Разработка буфера данных по записи контроллера памяти Тестирование модулей

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 - модификация - запись » 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 home- процессора 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 !