A Study on the Design of a RISC core with DSP Support

DSP기능을 강화한 RISC 프로세서 core의 ASIC 설계 연구

This paper proposed embedded application-specific microprocessor(YS-RDSP) whose structure has an additional DSP processor on chip. The YS-RDSP can execute maximum four instructions in parallel. To make program size shorter, 16-bit and 32-bit instruction lengths are supported in YS-RDSP. The YS-RDSP provides programmability. controllability, DSP processing ability, and includes eight-kilobyte on-chip ROM and eight-kilobyte RAM. System controller on the chip gives three power-down modes for low-power operation, and SLEEP instruction changes operation statue of CPU core and peripherals. YS-RDSP processor was implemented with Verilog HDL on top-down methodology, and it was improved and verified by cycle-based simulator written in C-language. The verified model was synthesized with 0.7um, 3.3V CMOS standard cell library, and the layout size was 10.7mm78.4mm which was implemented by using automatic P&R software.

본 논문에서는 RISC 마이크로프로세서에 DSP프로세서를 추가하여 멀티미디어 기능이 강화된 응용에 알맞은 마이크로프로세서(YS-RDSP)를 제안한다. YS-RDSP는 최대 4개의 명령어를 동시에 병렬로 처리할 수 있다. 프로그램의 크기를 줄이기 위해 YS-RDSP는 16비트와 32비트의 두 가지 명령어 길이를 지원한다. YS-RDSP는 칩 하나로 RISC마이크로프로세서의 programmability 및 제어능력에 DSP의 처리능력을 제공하기 위하여 8-KByte ROM과 8-KByte RAM을 내장하고 있다. 칩 내에 있는 주변장치중 하나인 시스템 컨트롤러는 저전압 동작을 위한 3가지의 전압강하모드를 지원하며 SLEEP명령어는 CPU코어와 주변장치의 동작상태를 변환시킨다. YS-RDSP프로세서는 Verilog-HDL를 이용하여 하향식설계방식으로 구현되었고 C-언어로 작성된 사이클 단위 시뮬레이터를 이용하여 개선되고 검증되었다. 검증된 모델은 0.6um, 3.3V CMOS 표준 셀 라이브러리로 합성되었으며 자동화 P&R에 의해 10.7mm8.4mm코어 면적을 갖도록 레이아웃 되었다.