面向教学的16位微处理器的FPGA设计与实现

发布时间：2021-11-14 11:55

　　在计算机组成原理以及计算机系统结构等教学实验中,微处理器是进行实验的必备工具,它提供了学生实验的软硬件平台。近几年随着计算机和微电子技术的发展,微处理器的设计和实现一直是国内外研究的热点。目前国外高校的计算机及电子相关课程都已经把微处理器的设计作为一项重要内容,实验的灵活性以及留给学生的创作空间也很大。国内传统的计算机组成原理实验是在微处理器结构等都相对固定的情况下进行的,学生主要进行功能验证,缺少自主设计和创新过程。为改变国内微处理器实验教学现状,必须改进现有的微处理器教学方法,设计一种灵活性可靠性和可扩展性兼具的微处理器实验,充分发挥实验作用。鉴于此,本论文进行了实验微处理器的设计研究。本微处理器采用Verilog硬件描述语言设计了该微处理器,在Xilinx SpartanII系列XC2S150 FPGA上实现,并且在实验设备上验证了所有的指令功能。论文部分首先介绍了国内外发展状况,微处理器实验设计的意义以及本微处理器的开发环境与开发语言。对于微处理器设计而言,指令系统的设计以及微处理器可以实现的操作类型,是设计微处理器首要考虑的问题,文章随后介绍了指令集的构建、实现的指令功能和多... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

算术逻辑运算部分仿真结果

onn︸ #l#l#l#lUnU们nde仿真结果如图4一5所示:图4一5算术逻辑运算部分仿真结果4.3.2移位运算仿真结果先单独对移位寄存器部分做了仿真，实现了左移，右移和直通操作，如图4一6

微微操作信号发生器器 图5一1微处理器数据通路微处理器的数据通路如图5一1所示。系统总线采用单总线结构，主存、外设与CPU共用一组系统总线;地址总线AB、数据总线DB宽度为16位，CPU内

【参考文献】：
期刊论文
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[4]32位RISC微处理器FPGA验证平台设计与实现[J]. 于海,樊晓桠,张盛兵.  计算机工程与应用. 2007(05)
[5]高校实验教学改革与创新人才培养的关系[J]. 许征程,安静霞.  河北师范大学学报(教育科学版). 2005(01)
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硕士论文
[1]基于FPGA的计算机组成原理实验系统的设计与仿真[D]. 尹卓.青岛大学 2008
[2]FPGA实验教学系统的开发研究[D]. 李月.大连理工大学 2007
[3]基于FPGA的VHDL计算机组成实验平台的设计与实现[D]. 胡科.华东师范大学 2007
[4]八位CPU IP核的研究与设计[D]. 王喆.大连理工大学 2005



本文编号：3494591