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영어

Today, CPUs in general-purpose computers such as servers, desktops and laptops, as well as home appliances and embedded systems, consist mostly of multicore processors. In order to improve performance, it is required to use an out-of-order execution processor by Tomasulo algorithm as each core processor. An out-of-order execution processor with Tomasulo algorithm can execute the available instructions in any order and perform speculation in order to reduce control dependencies. Therefore, the performance of an out-of-order execution processor can be significantly improved compared to an in-order execution processor. In this paper, an out-of-order execution processor using Tomasulo algorithm and ARM instruction set is designed using VHDL record data types and simulated by GHDL. As a result, it is possible to successfully perform operations on programs written in ARM instructions.

한국어

오늘날 서버, 데스크탑, 노트북과 같은 범용 컴퓨터뿐만이 아니라, 가전, 임베디드 시스템에서 중앙처리장치는 대부분 멀티코어 프로세서로 구성된다. 멀티코어 프로세서의 성능향상을 위하여, 토마술로 알고리즘을 적용한 비순차실 행 프로세서를 각 코어 프로세서로 이용하는 것이 요구된다. 토마술로 알고리즘을 적용한 비순차실행 프로세서는 명령어 간의 종속성이 없고 피연산자가 준비된 명령어를 순서와 관계없이 먼저 실행하고, 분기어 너머로 예측실행을 수행함으로 써, 모든 명령어를 순서대로 실행하는 순차실행 프로세서보다 성능을 크게 높일 수가 있다. 본 논문에서는 VHDL의 레코 드 데이터형을 이용하여 토마술로 알고리즘을 이용하는 비순차실행 프로세서를 설계하고, GHDL로 검증하였다. 모의실 험 결과, ARM 명령어로 구성된 프로그램에 대한 연산을 성공적으로 수행할 수 있었다.