Eftersom mjuka processorer i allt högre grad används i olika tillämpningar finns det ett behov av att utveckla sina mikroarkitekturer på ett sätt som passar FPGA-implementeringssubstratet. I detta dokument jämförs fördröjningen och arean av en omfattande uppsättning blockkretsar för processorbyggen när de implementeras på anpassade CMOS- och FPGA-substrat. Vi använder sedan resultaten av dessa jämförelser för att dra slutsatsen hur mikroarkitekturen av mjuka processorer på FPGAs bör skilja sig från hårda processorer på anpassade CMOS. Vi finner att förhållandet mellan det område som krävs av en FPGA och det anpassade CMOS för olika byggstenar varierar betydligt mer än hastighetsförhållandet. Eftersom området ofta är en viktig konstruktionsrestriktion i FPGA-kretsar, har areaförhållanden störst inverkan på mikroarkitekturval. Kompletta processorkärnor har area ratio på 17-27× och delay ratios på 18-26×. Byggstenar som har dedikerad hårdvara stöd på FPGAs såsom SRAMs, adders och multiplikatorer är särskilt områdeseffektiv (2-7× area ratio), medan multiplexers och CAMs är särskilt område-ineffektiv (> 100× area ratio), vilket leder till billigare ALUs, större caches av låg associativitet, och dyrare bypass-nätverk än på liknande hårda processorer. Vi finner också att en låg fördröjning förhållande för pipeline lås (12-19×) föreslår mjuka processorer bör ha pipeline djup 20% större än hårda processorer av liknande komplexitet.
REF jämför CMOS och FPGA versioner av allmänna ändamål processorer och observera en prestanda gap på ca 17-27× i area ratios och 18-28× i delay ratios.
Comparing FPGA vs. custom cmos and the impact on processor microarchitecture
{'venue': "FPGA '11", 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}