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1、桶式移位器設(shè)計指令格式ARM7內(nèi)部結(jié)構(gòu)取指：地址/控制總線送出地址/控制信號，讀取指令保存到指令寄存器譯碼：指令寄存器內(nèi)容送到譯碼邏輯，從寄存器文件讀取操作數(shù)執(zhí)行：完成相應(yīng)操作，結(jié)果寫回寄存器文件。三級流水線 指令執(zhí)行過程三級流水線指令執(zhí)行過程AB000000010002DB2FE000DE23453456IR2345Abus00011111Bbus00022222Cbus00032FE000DE數(shù)據(jù)處理指令執(zhí)行過程數(shù)據(jù)存儲指令執(zhí)行過程轉(zhuǎn)移指令執(zhí)行過程數(shù)據(jù)通路地址端口寄存器組乘法器桶式移位器ALU數(shù)據(jù)端口桶式移位器BS(BarrelShifter)是高速微處理器中的常用部件能
2、在單周期內(nèi)完成多種方式、各種位數(shù)的移位操作。用于實現(xiàn)移位指令、浮點計算中的小數(shù)點對齊等。移位操作種類算術(shù)右移：將高位的移空部分補充符號位的值邏輯右移：要給高位補0算術(shù)左移和邏輯左移：給低位的移空部分補0循環(huán)右移：將從高位移出的部分補入低位Sa30a29…a1a0SSa30…a2a1Sa30a29…a1a00Sa30…a2a1a30a29a28…a00Sa30a29…a1a0a30a29a1…a0SSa30a29…a1a0移位操作舉例1000_1110算術(shù)右移兩位：1110_0011邏輯右移兩位：0010_0011邏輯左移兩位：0011_1000循環(huán)右移兩位：1010_0011
3、左移可以由右移位實現(xiàn)a7a6a5a1a0a4a3a2a7a6a5a1a0a4a3a2循環(huán)右移兩位右移兩位左移8-2位左移i位等價于右移32–i位BS的實現(xiàn)BSin[31:0]out[31:0]b4b3b2b1b0In[31:0]：32位輸入Out[31:0]：32位輸出B[4:0]：移位位數(shù)Sin1,Sin2：移位方式Sin2Sin1BS的實現(xiàn)（全譯碼）…b4b3b2b1b0in[31:0]out[i]…譯碼邏輯b4b3b2b1b0in[31]in[30]in[0]……sc31sc30sc0sc29out[i]BS的實現(xiàn)（全編碼）b4b4=1移16位=0不移位b3=1移8位=
4、0不移位b2=1移4位=0不移位b1=1移2位=0不移位b0=1移1位=0不移位b3b2b1b0BS的實現(xiàn)（部分譯碼）b4b3b2=000移0位001移4位010移8位011移12位100移16位101移20位110移24位111移28位b1b0=00移0位01移1位10移2位11移3位塊移位移位b4b3b2b1b0BS的實現(xiàn)方式針對BS的控制方式，可以有：全譯碼方式全編碼（不譯碼）方式部分譯碼方式基于三值邏輯控制的方式全譯碼方式對表示移位次數(shù)的二進制位進行完全譯碼，分別給出各種移位的單獨控制線。對于32位字長來說，移位部分有32根控制線SC31~SC0分別控制移31~0位時
5、的操作5-32譯碼循環(huán)右移循環(huán)右移邏輯右移0000000000000000000000000000算術(shù)右移SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS邏輯右移0000000000000000000000000000邏輯左移0SSSSS00000000000000000000000000000000000輸入邏輯實現(xiàn)BS的in1在右移時應(yīng)為輸入的數(shù)值，左移時應(yīng)為“0”。in1在Sin1信號的控制下，選擇ai或邏輯“0”。in1i=ai·Sin1在右移時in2的結(jié)果為“0”或符號位，由控制；左移時為輸入值，由Sin2控制；右移時要填補的值由D0/1端決定，當(dāng)要補“0”
6、時它固定為“0”，當(dāng)要補符號位時它接符號位。即：D0/1=Ssign·a31in2輸入邏輯為：輸入邏輯實現(xiàn)in1輸入邏輯Sin1Sin1Sin2signfunction00xx100邏輯右移101算術(shù)右移01x左移11x循環(huán)右移表示符號SH編碼移位方式SL00邏輯左移SRO01邏輯右移SRI10算術(shù)右移SR11循環(huán)左移in2輸入邏輯8位全譯碼方式BS右移兩位:0108位全譯碼方式BS左移2位:010右移6位110RC模型假定BS中每個傳輸管電阻為R，源、漏電容都是Cd，一位斜傳的導(dǎo)線電容為Cw。輸出：對8位全譯碼BS來說，傳輸管網(wǎng)絡(luò)部分要放電的電容包括8個傳輸管的漏電容，由于
7、其輸出沒有斜傳，故不存在Cw，因此輸出端的總的RC時間延遲是：8RCd。輸入：控制輸入：8個傳輸管柵電容及長線電容數(shù)據(jù)輸入：最壞情況下有8個傳輸管源電容及斜長線電容特點全譯碼方式的原理十分簡單，結(jié)構(gòu)化程度也較高輸入、輸出之間僅通過一級傳輸管相連，因而傳輸管的延遲對BS速度影響不大。布線數(shù)和管子都比較多，占用的面積也比較大，而且走線較長，從而可能影響整個BS的速度。32位BS包括：控制線有35根(包括D0/1)，控制線和數(shù)據(jù)線至少占用67條水平布線通道in1需要6×32個晶體管，移位處理需32×32個晶體
