基于FPGA的华P架构PLC处理器设计

发布时间：2017-05-16 21:08

  本文关键词：基于FPGA的华P架构PLC处理器设计，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：基于FPGA的华P架构PLC处理器是在深入研究传统PLC技术、处理器技术、华P语言和FPGA的基础上提出的。华P语言的程序与梯形图相似,易于互相转换,还具有多数据操作命令。为了能直接执行华P语言,设计了华P处理器及其指令集。本文完成了对华P处理器的功能设计、指令集设计、代码编写,详细描述了华P指令集中的通用指令以及多数据操作指令如ACTAB指令和JPTAB的设计方法及流程,并在FPGA上用Verilog编程语言实现了。借助Quartus II软件和Modelsim SE软件对华P指令集进行了编译和仿真验证,仿真结果验证了设计方案和实现方法的可行性。其中多数据操作部分,属于EISC高效率处理器的理念。
【关键词】：FPGA PLC 华P处理器 华P指令集 华P语言
【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP332
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 PLC的由来和定义11
• 1.1.1 PLC的由来11
• 1.1.2 PLC的定义11
• 1.2 PLC的发展概况和发展趋势11-14
• 1.2.1 PLC的发展概况11-12
• 1.2.2 PLC的发展趋势12-14
• 1.3 PLC处理器及其应用情况14-15
• 1.4 课题的研究现状15
• 1.5 课题的研究目的和意义15
• 1.6 本文研究的主要内容15-16
• 1.7 论文章节结构16-17
• 第2章 华P语言17-22
• 2.1 华P语言简介17-18
• 2.2 华P语言与PLC编程语言的对比18-19
• 2.3 高效率指令与EISC理念19-22
• 2.3.1 主流体系结构及架构类别19-20
• 2.3.2 高效率指令20-21
• 2.3.3 EISC理念21-22
• 第3章 华P处理器指令系统的设计22-32
• 3.1 指令集的发展与设计背景22-24
• 3.2 指令寻址方式24
• 3.3 基于华P语句的华P指令集24-26
• 3.4 华P指令26-30
• 3.4.1 通用指令的设计26-27
• 3.4.2 高效率指令的设计27-30
• 3.5 指令表（机器码表）30-32
• 第4章 华P处理器的实现32-61
• 4.1 Verilog HDL硬件描述语言32-35
• 4.1.1 Verilog HDL简介32-33
• 4.1.2 采用Verilog HDL设计复杂数字电路的优点33-35
• 4.2 编程实现开发环境Quartus II介绍35-36
• 4.2.1 Quartus II介绍35-36
• 4.2.2 Quartus II设计流程36
• 4.3 状态机36-40
• 4.3.1 一主多从状态机控制方式37-39
• 4.3.2 存储器39-40
• 4.4 华P处理器的特殊功能寄存器40-42
• 4.4.1 定时计数器40-41
• 4.4.2 中断系统41
• 4.4.3 程序计数器PC41-42
• 4.4.4 堆栈指针SP42
• 4.4.5 数据指针DP42
• 4.4.6 程序状态字PSW42
• 4.5 华P处理器指令的实现42-61
• 4.5.1 通用指令的实现42-45
• 4.5.2 高效率指令的实现45-58
• 4.5.3 特殊功能的实现58-61
• 第5章 仿真分析61-72
• 5.1 FPGA的介绍61-64
• 5.1.1 FPGA的发展61
• 5.1.2 FPGA内部结构61
• 5.1.3 FPGA设计流程61-64
• 5.2 仿真工具Modelsim SE简介64-65
• 5.3 华P指令集的仿真分析65-72
• 5.3.1 传统指令的仿真分析65-66
• 5.3.2 ACTAB指令的仿真分析66-68
• 5.3.3 JPTAB指令的仿真分析68-70
• 5.3.4 定时器的仿真分析70-72
• 结论72-73
• 参考文献73-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果75-76
• 致谢76-77

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 杨浩;;三菱可编程控制器教学实验装置开发[J];技术与市场;2014年07期

  本文关键词：基于FPGA的华P架构PLC处理器设计，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：371927