分页存储管理技术在微处理器中有着广泛的运用,它的实现需要软件和硬件的支持。TLB就是在此种技术下诞生的一个逻辑功能部件,它的出现加快了地址的变换速度。在组成TLB的两大功能模块中,CAM单元是其核心,它不仅负责地址的比较,并以其结果触发整个TLB的运转。所以,微处理器的设计中,TLB中CAM单元的高效设计是影响地址转换的关键。另一大功能模块是SRAM单元,本设计中的SRAM单元的逻辑结构相比普通的SRAM结构要复杂一些,它的读出控制集成在了SRAM体内,而不象X微处理器的其他SRAM逻辑那样,将读出控制放在了SRAM区外的差分放大电路那里。本文在对TLB技术深入研究的基础上,结合X微处理器的系统设计要求,完成了X微处理器中数据TLB模块的电路和版图设计,并且先后进行了单纯的测试模式下的验证、复杂的系统级逻辑模拟、对版图设计进行的SPICE模拟,它们都保证X处理器的数据TLB在单时钟周期内完成命中读写操作,与此同时还介绍了与TLB测试时相关的测试寄存器以及起控制作用的控制寄存器。