Специализированный процессор на ПЛИС

ВВЕДЕНИЕ 4
1 Анализ задания на ВКР 5
1.1 Анализ предметной области 6
1.1.1 Принципы построения процессоров ЭВМ 6
1.1.2 Архитектура процессоров 7
1.1.3 Структура процессора 9
1.1.4 Операционный автомат 11
1.1.5 Управляющий автомат 17
1.2 Код и формат операндов 21
1.3 Система команд спецпроцессора 25
1.4 Выбор ПЛИС для реализации спецпроцессора 29
1.5 Результаты анализа 31
2 Проектирование структурной схемы спецпроцессора 32
2.1 Условное графическое обозначение спецпроцессора 32
2.2 Разработка операционного автомата спецпроцессора 33
2.2.1 Функциональная схема ОА 33
2.2.2 Блок формирования флажков 35
2.2.3 Элементы и узлы ОА 38
2.2.4 Осведомительные и управляющие сигналы 43
2.3 Разработка управляющего автомата 46
2.3.1 Определение требований к компонентам 46
2.3.2 Элементы и узлы УА 48
3 Реализация на ПЛИС 51
3.1 Операционный автомат 51
3.2 Управляющий автомат 57
3.3 Главный модуль 60
4 Проверка работы спецпроцессора 60
4.1 Разработка граф-схемы микропрограммы 61
4.2 Разработка микропрограммы 66
4.3 Результаты выполнения 68
4.4 Тестирование 70
4.5 Выводы по главе 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 74
Купить

При изучении дисциплины «Прикладная теория цифровых автоматов», в качестве курсового проекта студентам необходимо разработать функциональную схему специализированного процессора, который предназначен для выполнения заданных арифметических операций [1].
В настоящее время проверка правильности разработанных в курсовом проекте функциональной схемы и микропрограммы проверяется преподавателем «вручную». Использование заявленной разработки в учебном процессе позволит сократить трудозатраты преподавателя на проверку, что должно привести к повышению качества обучения.
Целью данной работы является разработка на ПЛИС специализированного процессора, состоящего из операционного и управляющего автоматов, предназначенного для выполнения арифметических операций. Для достижения цели в работе решаются следующие задачи:
1. Выполнить анализ предметной области
1.1. Рассмотреть принципы построения процессоров ЭВМ как сочетания операционного и управляющего автоматов.
1.2. Выполнить анализ вариантов задания на курсовое проектирование с целью составления списка необходимых условий (флажков), в соответствии с которыми требуется выполнить ту или иную арифметическую операцию.
1.3. Выполнить анализ вариантов задания на курсовое проектирование с целью составления системы команд спецпроцессора.
2. Разработать функциональную схему спецпроцессора.
3. Выполнить проектирование специализированного процессора на ПЛИС.
4. Реализовать спецпроцессор.
5. Выполнить тестирование разработки.
6. Разработать инструкцию пользователя.
1 Анализ задания на ВКР
В соответствии с заданием на ВКР необходимо разработать специализированный процессор на ПЛИС, состоящий из операционного и управляющего автоматов, для проверки специализированных процессоров, разрабатываемых студентами в рамках курсового проектирования по дисциплине «Прикладная теория цифровых автоматов».
Исходные данные:
1. Арифметические операции и условия, при которых они должны выполняться представлены в методических указаниях по курсовому проектированию [1].
2. Код чисел, поступающих в спецпроцессор - модифицированный дополнительный.
3. Код обработки - модифицированный дополнительный.
4. Код выдачи результата - модифицированный дополнительный.
5. Разрядность операндов - 8.
6. Формат представления чисел - с фиксированной точкой.
7. Масштабный коэффициент Кд = 26.
8. Тип управляющего автомата - микропрограммный автомат с программируемой логикой и принудительной адресацией.
Требуемые особенности реализации:
Для реализации спецпроцессора на ПЛИС использовать структурный метод для чего разработать библиотеку модулей элементов, узлов и устройств спецпроцессора.
Купить