文档介绍：复旦大学
硕士学位论文
32位RISC微处理器核的设计
姓名:沈维多
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:杨莲兴

秐怠摘要弧锋菀籶来越成为研究与开发热点。臼鞘澜缟磺度胧轿⒋砥鹘饩力‘案的头号供也商之一,它的7爬缣逑到峁挂训玫街疃喙镜娜峡桑本文参照核的结构,设计桓坏腞⒋砥骱恕K能兼容大部分的位噶除协处理器指令外葱惺毙虻缬階一致。设计采用的枋觯⒀∮肁目杀喑搪呒骷作为目标器件,进行酆虾秃蠓抡妫抡娴慕峁砻鳎本文采用的设计流程对于用实现的系统是普遍适用的。在具体的电路实现上,本文提出肍迪旨拇嫫髯榈饶?榈姆椒ǎ杂诹魉叩氖迪旨随着计算机技术的发展和对其它行业的广泛渗透,计算机的嵌入式应用已越应用到各自的产品叶ァ系列微处理器核也快速成为便携式通信、多媒体数字消费F芬约案髦智度胧接τ玫膉流和标准。,所没计的微处理器核能正确执行所有预定指令。相关冲突的避免提出相应的方案。对于译码控制器、使用愦问降纳杓平构。该结构便丁对各类指令分别进行凋试,提高杓平痰牟⑿行院湍?楣δ的可扩腱性。这此都为自主设计微处理器的核提供档媒杓奶剿鞒微处理器核仿真果和没计思路。关键词中图分类琓.、
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此时,匙帜杆跣创碜臕第一章概述⒋砥鞯姆⒄估嵌入式系统简介§猯以往我们按照汁算机的体系结构、运算速度、结构规模、适用领域,将其分为大型计算机、中型机,小型机和微计算机,并以此来组织学科和产业分工,这种分类沿袭辍=昀矗孀偶扑慊际鹾筒范云渌幸档墓惴荷和非嵌入式应用将其分为嵌入式计算机和通用计算机。通用计算机具有计算机的标准形态,通过装配不同的应用软件,以类同面目出现并应用在社会的各个方面,其典型产品为;而嵌入式计算机则是以嵌入式系统的形式隐藏在各种装求的々用悖夯低场G度耸郊扑慊谟τ檬可显对冻齬各种通用计算机,例如,一台通用计算机的外部设备中就包含数字相机、咂鞯染怯汕度胧酱砥骺刂频摹部件,其基础是通用计算机中的T谟τ弥校⒋砥髯芭湓谧派杓的电路板上,只保留和嵌入式应用有关的母板功能,这样可以大幅度减小系统体积和功耗。为,满足嵌入式应用的特殊要求,嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的,但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做厂各种增强。和工业控制计算机相比,嵌入式微处理器具有体积小,重量轻、成本低、可靠性高的优点,但是在电路板上必须包括、总线接口、各种外设等器件,从而降低低车目煽啃裕际醣C苄砸步喜睢§年,英国的橡果计算机有限公司的位微处理器的速度太慢,无法适用于更高性能的系统,于是,鷕自主没计一种新型微处理器的想法。受美国加州大学伯克莱分校—扑慊研制成功的启发,橡果公司决定采用这一形成不久的全新计算机系统结构。经过两‘不到的时问,第一块名为拇砥饔月诞生厂。晗鸸扑慊透,以应用为中心的分类方法变得更为切合实际,也就是按计算机的嵌人式应用置、⒁约扑慊际跷;础、软件硬什呵裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要个嵌入式微处理器,键盘、鼠标、软驱,硬盘、显示卡、显示器、⑼ā⑸ā⒋蛴』⑸枰恰嵌入式微处理器,乔度胧较低车暮诵感到市场上位徽处删器核的设汁第一章慨述
溅黑铺庖豢7判吞逑到峁挂训玫絩德州仪器奈⒋砥骱艘踩找娉晌1阈酵ㄐ最新技术如、多媒体数字躲鼎薪燃端本文的工作从】昶穑珹公司与其他公司合作,陆续推出砥魍敝С至教字噶罴恢质潜曜嫉琇琒琀琁,戎疃喙镜娜峡桑⒂τ玫娇7⒌牟分腥ァ磺度胧轿⒋砥鹘饩龇桨傅耐泛殴┯ι讨唬§集,具有位结果的乘加运算功能等徒细叩男约郾龋两袢杂泄惴旱挠τ昧杂肁作为公司及产品的代。珹珹等一系列嵌人式微处理器核,其功能也不断增强。第一代的砥髦恢С谎爸罚覣穑迪謗位寻址。噶罴硪恢质墙羲跣偷恢噶罴疶。噶罴苁;指令集的大部分功能,而代码密度大大提高T谀承┯τ场合,使用噶罴缘酶>ḿ蚝透咝。、较为完善的功能纾褐С坏腡指令域。的结构如下所示:司更名为从开始,现原有年来,现在,,,,的结构箱固图猯位微处理器核的没计第一章概述Ⅲ縎荨馭荨
本文参照的体系结构,结合咎峁┑氖菔植醄,设汁桓黾嫒籄指令集的微处理器核,实现一蠧拇蟛糠功能,,好嫦騀谐ё酆虾秃蠓抡妫馐且淮蚊嫦騀迪指丛邮窒统的很好的实践,也为自主设计微处理器的核提供了一些探索成果和设所提供的宏模块,以求得更好的综合结果和更可靠的性能。,存器组、桶型移位器和氖迪址椒ā5谒恼陆樯艽娲⑵鹘涌诩按娲⑵鞫列指令的实现。第五章介绍乘法器的设计和乘法指令的实现。第六章介绍整个译码控制器的层次结构、流水线