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文檔簡介
1、隨著微電子技術的迅速發(fā)展,集成電路的集成度越來越高,同時推動了嵌入式系統(tǒng)由傳統(tǒng)的板上系統(tǒng)時代進入片上系統(tǒng)(System on a Chip, SoC)時代。而CPU是SoC的核心,研究如何設計與實現(xiàn)有效的CPU成為SoC的關鍵問題。
本文基于現(xiàn)代EDA技術,在FPGA上設計并實現(xiàn)一種具有MIPS風格的16位五級流水線RISC CPU。在CPU設計和實現(xiàn)的過程中,所取得的主要研究成果有:
(1)選定MIPS體系結構為C
2、PU的構架,以MIPS指令集為參考,設計指令集;通過抽象指令集中每條指令的共性,并結合流水線技術,設計五級(取指、譯碼、執(zhí)行、訪存、寫回)流水線數(shù)據(jù)通路;采用VHDL實現(xiàn)數(shù)據(jù)通路上的功能模塊。
(2)根據(jù)數(shù)據(jù)通路所需要的控制信號,設計能使數(shù)據(jù)通路有效工作的控制通路;針對控制相關,設計控制檢測模塊;針對軟件異常和中斷,設計中斷控制器;采用VHDL實現(xiàn)控制通路、控制相關檢測模塊和中斷控制器。
(3)針對所設計CPU的特性
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