16位航空专用CPU运算及控制部件的设计

发布时间：2021-07-20 22:57

　　本论文课题来源于军用项目：16位航空专用处理器芯片的设计。本文首先分析了该款CPU的指令系统,为后续设计提供理论依据,然后根据CPU的功能及硬件结构特点对CPU进行总体设计,其中主要针对运算部件和控制部件两部分的设计展开论述。运算部件设计中,首先进行了算法分析,从芯片面积与速度等因素综合考虑,采用分组超前进位的思想设计并实现了加法器。同时还设计了移位部件,并将乘除法运算建立在加法器的硬件基础之上,采用传统的手工进行乘法的普通算法设计乘法器,采用恢复迭代算法设计除法器。最后在Cadence仿真环境下进行仿真,验证了设计的正确性,结果表明此设计可以满足CPU运算速度与芯片面积的要求。控制部件设计中,首先完成了程序计数器的设计,然后设计了指令寄存器与指令译码器,并在分析微程序控制与硬布线控制两种设计方法基础上,根据指令系统以及CPU性能指标的要求,采用微程序控制方法设计CPU的控制器,并完成了整个设计流程,同时通过仿真验证了设计的正确性。 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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第四章运算部件的设训.阵。:畔元。王.苏.沁，.乒。:·呻河.二不。;t.阵。一叫苏端.由一艘绍匆甲一直妞月由.一目月}一陈·{一阵.C0CLKCt护11C加巨C粉口C粉肠Clf石Ctf怕bu叫八如J城.00OOOOOOJh0000刃h0000.卜，，，，1下1图4.7加法运算实现波形2、实现减法运算所需要的控制信号如下所示:CLK二1，Ctdl二0、OriZ=1、Ctrl3=0，Ctrl4二1、Ctrls二1、Ctrl6二1、C0==1。例如:A二54AA(H)，B==D56C(H时的减法实现波形如4.8所示:

1、实现加法运算所需要的控制信号如下所示:CLK二1、Ctri卜1、QrlZ二0、Ctrl3=O，Ctrl4=1、Ctrls二1、Ctri6二1、CO=O，例如:A=54AA(H)，B二D56C(H)时的加法实现波形如图4.7所示:


本文编号：3293768