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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Kommunikationsnetze und Rechnersysteme (IKR)

Themenbeschreibung

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Bachelor-Arbeit / Forschungsarbeit Nr. 1067    (In Bearbeitung)   [pdf]

Implementierung einer State-of-the-Art Sprungvorhersageeinheit für ein prototypisches Rechnersystem


Methoden

Themengebiete

Entwurf digitaler Systeme

Rechnerarchitektur
Sprungvorhersage


Beschreibung

Hintergrund

Am IKR wird ein prototypisches Rechnersystem auf Basis eines 64-Bit RISC-V Prozessors entwickelt. Derzeit unterstützt der Prozessor verschiedene Privilegienstufen, besitzt separate Caches für Befehle und Daten, unterstützt virtuelle Speicherverwaltung und kann Exceptions und Interrupts verarbeiten. Der Prozessor besitzt derzeit eine einfache Sprungvorhersageeinheit mit einem Branch Target Cache (BTC) und einem 2-Bit Branch Prediction Buffer (BPB). Diese soll im Rahmen der Arbeit durch eine State-of-the-Art-Sprungvorhersage ersetzt werden, um die Leistung des Prozessors zu verbessern.

Aufgabenstellung

Die Arbeit gliedert sich in folgende Schritte:

Einarbeitung in RISC-V und das bestehende prototypische Rechnersystem

Literaturrecherche zu State-of-the-Art-Sprungvorhersagetechniken

Evaluation und Auswahl von Sprungvorhersagetechniken

Implementierung der ausgewählten Sprungvorhersagetechniken

Validierung des Designs durch Testprogramme

Bewertung der Leistung und des Hardwareaufwands

Erworbene Kenntnisse und Fähigkeiten

Sie erarbeiten sich fundierte Kenntnisse über fortgeschrittene moderne Sprungvorhersagetechniken. Darüber hinaus lernen Sie mit RISC-V eine moderne und modulare Prozessorarchitektur kennen, deren Erfolg und Verbreitung in Forschung und Industrie ständig zunimmt. Dabei vertiefen Sie Ihre VHDL-Kenntnisse und sind in der Lage, komplexe digitale System zu realisieren.


Voraussetzungen

Erwünschte Vorkenntnisse

Technische Informatik II
Entwurf digitaler Systeme

Programmierkenntnisse in C


Kontakt

M.Sc. Christian Koehler, Raum 1.320 (ETI II), Telefon 685-69001, [E-Mail]