«Очередь запросов к L2 cache системы на кристалле Эльбрус-2S»

Выпускная квалификационная работа
на степень бакалавра
«Очередь запросов к L2 cache
системы на кристалле Эльбрус-2S»
Выполнил студент: Северенков Е.
Научный руководитель: Слесарев М.
Быстрый доступ
к памяти
Иерархия памяти
Распараллеливание
запросов
Функции устройства «Очередь запросов
к L2 cache системы на кристалле Эльбрус-3S»
(прототип)
• Коммутация запросов на 4 банка
• Буферизация запросов и организация очереди к L2-кеш
• Одновременный прием запросов с 4-х каналов
• Формирование входящих запросов из отдельных частей
Схема устройства прототипа
Цели работы:
• Формировать входящие запросы из отдельных частей
(изменение временной диаграммы частей запроса)
• Устранить критические цепи
• Реализовать схему байпаса: запрос передается
на выход в следующем такте после приема
• Рассмотреть возможность реализации
устройства повторителя отложенных запросов
(приоритетное обслуживание запросов)
• Частота работы устройства на технологии 65нм 1ГГц
Формирование входящих запросов из отдельных частей
Устранение критических цепей
Решение: поставить входные регистры
для выравнивания запроса и устранения
критических цепей.
Реализация bypass (схема 1)
Недостатки схемы 1:
• Усложнение управления и логики работы очереди
• Возникновение новых критических цепей (увеличение длины
цепей входных сигналов)
Реализация bypass (схема 2)
Достоинства:
• Устранение критических путей
сразу после приема запроса
• Более простая схема
управления работы очередью
Решение: для реализации bypass выбрать схему 2
Рассмотрение возможности реализации
повторителя отложенных запросов
Недостатки:
• Увеличение объема аппаратуры
• Усложнение работы каждой
баночной очереди
• Необходим перенос схемы в
очереди других запросчиков (IB, WBI)
Решение: целесообразнее оставить
существующую реализацию повторителя
отложенных запросов
Структура очереди запросов L2 cache
input buffer – прием и выравнивание
входящих запросов;
combuf – сохраняет запросы
в случае отсутствия свободного
места в баночной очереди
arbiter – выбирает запрос из
главной очереди и передает в
баночную
bnkbuf – организует очередь
к банкам и буферизует
запросы
Логика работы «Очереди запросов к L2 cache»
Заключение:
• Сформированы входящие запросы из отдельных частей
(изменение временной диаграммы частей запроса)
• Устранены критические цепи
• Реализована схему байпаса: запрос передается
на выход в следующем такте после приема
• Произведены тестирование и отладка устройства
• Составлена спецификация на работу «Очереди запросов к L2
cache»
Дальнейшие доработки:
• Оптимизация работы устройства по результатам физического
проектирования (с учетом временных ограничений: частоты,
входных и выходных задержек)
• Комплексные отладка и тестирование в рамках всего проекта
Спасибо за внимание!