基于FPGA的可定制片上系統(tǒng)研究平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的研究，往往由于可視化程度不足、調(diào)試方法簡(jiǎn)陋、硬件流片成本高昂等原因而困難重重。直到時(shí)鐘級(jí)的系統(tǒng)模擬器如Gem5，以及可編程硬件結(jié)構(gòu)如FPGA的出現(xiàn)，帶來了全新的曙光。
　　本文介紹了一個(gè)在FPGA之上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的小而精的片上系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有模塊化、可定制、易于移植、擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。作為一個(gè)基礎(chǔ)的科研平臺(tái)，本系統(tǒng)非常適合于體系結(jié)構(gòu)各個(gè)研究領(lǐng)域的快速原型開發(fā)和驗(yàn)證。
　　本文的主要工作有:
　　1.設(shè)計(jì)并

2、實(shí)現(xiàn)兼容MIPS指令集的五級(jí)流水CPU，支持53條常用指令。
　　2.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一整套核心模塊，如CPO、Cache、MMU、中斷控制器等，能夠支持多任務(wù)操作系統(tǒng)的運(yùn)行。
　　3.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)內(nèi)部傳輸總線用于CPU與外部模塊的連接，支持Wishbone接口及其Burst傳輸模式。
　　4.設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)必要的外設(shè)模塊，如PS2、UART、VGA、FLASH、PCM、SD卡等，并使用較為合理的地址分配策略進(jìn)行管理。