基于FPGA的CPU设计.pdf

文档介绍：作者:谢启顺

基于 FPGA 的 CPU 设计

摘要

随着科技的发展,计算机在实际应用中的作用越来越大,计算机的分工也越
来越明确。因此对于计算机专业的人员来说,设计基于某种功能专业的 CPU 将
越来重要,本文将以 FPGA 开发平台为例,采用有穷状态自动机方法分析 CPU
设计的流程与仿真。
本次开发使用的硬件描述语言是 Verilog 语言,使用的指令系统是一个以
MIPS 指令集为子集的指令系统,共 28 条指令,所用的硬件是 Xilink 公司的
Virtex-4 系列中的 SX25 做 FPGA,所用的设计软件是 ISE,仿真软件是 Modelsim。











关键字:FPGA,CPU,指令系统,MIPS,Verilog 语言,CPU 的仿真,有穷状态自动机
目录
第一章设计平台及设计内容简介................................................................................................. 1
一、设计平台......................................................................................................................... 1
二、设计内容......................................................................................................................... 1
核的主要指标....................................................................................................... 1
................................................................................................................ 1
MIPS 处理器架构及指令系统............................................................................. 1
的设计、仿真与测试........................................................................................... 1
第二章指令分析及指令周期的数据流和控制流......................................................................... 1
一、指令分析........................................................................................................................... 1
二、指令周期的数据流和控制流........................................................................................... 1
第三章 CPU 的设计........................................................................................................................ 1
一、确定总体的 CPU 数据流通图......................................................................................... 1
二、确定各个单元的控制信号............................................................................................... 1
三、控制单元的状态转换图........................................