提出了一种面向嵌入式应用的内存管理单元(MMU)的全综合设计结构,其地址转译缓存(TLB)采用多级结构,包括第一级分离的组相联微指令μITLB和微数据μDTLB及第二级统一的全相联JTLB.第一级μITLB和μDTLB表项少且组相联,查询速度快;第二级JTLB可采用多周期查询方式,易于高速综合实现.选取Mibench测试基准集中的部分典型应用,通过嵌入式片上系统(SoC)设计样例,验证了该MMU结构的应用适应性.SoC设计实验结果表明,多级TLB结构MMU的系统性能与单级全相联结构最大仅相差3.8%.将设计的MMU集成在自主开发的高端32-bit嵌入式芯核CK520中,在0.18μm 6层金属工艺最差工作条件下,处理器的时钟频率达到230MHz以上,面积仅增加了7.6%.
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