超导RSFQ/RISC计算机系统研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ARMYUN1981
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本论文设计了一个超导 RSFQ/RISC 处理器,并且进行了仿真。 本文首先介绍了超导 RSFQ 技术的原理,并且对本文用到的超导 RSFQ 单元数字电路作了仿真,然后对 RISC 体系的计算机作了介绍,并且仿真了一个 RISC体系的微处理器,以便和以后的 RSFQ/RISC 微处理器作对比。然后重点介绍了设计的一种 RSFQ/RISC 处理器,并且进行了仿真。 由于超导 RSFQ 技术以及超导 RSFQ 数字电路的特点,超导 RSFQ/RISC 计算机系统和平常的 RISC 计算机系统有很大的不同。 首先,平常的 RISC 计算机是同步的,由一个时钟提供一个同步的信号。但是超导 RSFQ/RISC 计算机不同,因为速度太快,连线间的延迟太大,所以应该利用异步的系统。 然后,平常的 RISC 计算机系统是基于 CMOS 技术的,其信号线上可以存储电平的值。但是超导 RSFQ/RISC 不同,它以很短的电压脉冲表示逻辑,脉冲不能在信号线上存储,所以一定要用寄存器存储脉冲数据。 本文设计的超导 RSFQ/RISC 处理器采用异步流水线技术,分三级流水线,取指令,寄存器读写,数据处理三级,每一级流水线完成了本级的操作都将数据传送到本级的级间寄存器,并且向前级发送请求信号。每一级都自主的处理,利用握手信号通信。 超导 RSFQ/RISC 计算机系统是国家自然科学基金项目, 这是一种高速的计算机系统,其频率可以达到几百吉赫兹,这给人们对计算机速度日益增长的需求提供了一个解决途径。超导 RSFQ/RISC 计算机系统具有低功耗,速度高的特点,对于大型的数据计算,军事领域都有重要的意义。
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