使用FPGA实现CPU设计的毕业论文总结

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上传日期: 2020-08-03

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标签:cpu(3862)存储器(3262)寄存器(2071)fpga(11198)

  从CPU的总体结构到局部功能的实现采用了自顶向下的设计方法和模块化的设计思想,利用Xilinx 公司的Spartan II 系列FPGA,设计实现了八位CPU软核。在FPGA内部不仅实现了CPU必需的算术逻辑器、寄存器堆、指令缓冲、跳转计数、指令集,而且针对FPGA内部的结构特点对设计进行了地址和数据的优化。

  随着数字通信和工业控制领域的高速发展,要求专用集成电路ASIC(Application Specific IC) 的功能越来越强,功耗越来越低,生产周期越来越短, 这些都对芯片设计提出了巨大的挑战, 传统的芯片设计方法已经不能适应复杂的应用需求了。简单来说, SoC是一种将多个独立的VLSI( 超大规模集成电路) 设计拼合在一起,来成某一应用所需的全部功能的集成电路。SoC(System on a Chip )以其高集成度,低功耗等优点越来越受欢迎。开发人员不必从单个逻辑门开始去设计ASIC,而是应用己有IC 芯片的功能模块, 称为核(core ),或知识产权( IP )宏单元进行快速设计,效率大为提高。CPU 的IP核是SoC技术的核心,开发出具有自主知识产权的CPU IP 核对我国在电子技术方面跟上世界先进的步伐, 提高信息产业在世界上的核心竟争力有重大意义。

  通常一个完整的SOC集成了中央处理器核( CPU Core)、数字信号处理器核( DSP Core)、存储器核(Memory Core) 、射频处理器核(RF Processor )、数模转换器DAC)和模数转换器ADC)等部分。在这其中, 中央处理器核即CPU是最重要的组成部分, 由它来完成简单的数据处理,内存的调度,中断处理等操作。

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