LEON3浮点部件控制器的研究与实现

发布时间：2020-06-07 05:24

【摘要】： 浮点运算单元(Floating Point Unit, FPU)在高精度、高速度和高集成度信号处理硬件系统中具有极为重要的地位,尤其在高精度计算、3D高清图像处理、导航系统等方面有着重要的作用。为使设计具有可扩展性,FPU在片上系统(System On Chip, SOC)中需通过浮点控制器(Floating Point unit Controller, FPC)与处理器进行连接。目前,LEON处理器及其FPU已经在航空航天等领域得到广泛应用,但其FPC属于商用IP核,价格昂贵。 为此,本文研究了LEON处理器的设计思想及具体实现方法,重点研究了Integer Unit的流水线设计原理,并研究了开源FPU的实现方案。在此基础上,本文基于FPGA设计了一种针对LEON处理器的通用FPC,并利用此FPC将开源的FPU连接到LEON处理器上,大大方便了科学研究及SOC设计。具体而言,本文采用了自顶向下的设计方法和模块化设计思想,将FPC设计分为六个模块,分别为fpc顶层模块、译码模块DE、访问寄存器模块RA、执行模块EX、访存模块ME及写回模块WR,并应用VHDL语言分别进行编程实现。最后,本文使用传统的功能验证方法,对各个模块进行了功能模拟验证,Modelsim SE6.5仿真结果表明了设计的正确性。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TP332

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