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《基于VHDL语言的8位RISC-CPU的设计 终稿》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、毕业设计说明书基于VHDL语言的8位RISC-CPU的设计学院：专业：学生姓名：学号：指导教师：201年月IV中文摘要摘要RISC即精简指令集计算机（ReducedInstructionSetComputer）的缩写。RISC-CPU与一般的CPU相比，通过简化指令系统使计算机的结构更加简单合理，从而提高了运算速度。本文对RISC-CPU的架构进行了分析，并使用VHDL语言设计了8位RISC-CPUIP软核。RISC-CPU由八大基本模块构成：时钟发生器、指令寄存器、累加器、算术逻辑单元、数据输出控制器、地址多路器、程序计数器、状态控制器
2、。本设计中借助MAX+PLUSⅡ软件平台对各模块进行时序仿真，并最终给出了指令执行的仿真波形，验证了CPU的功能。设计仿真结果表明，该8位RISC-CPU能够完成既定的任务指标，而且在运行效率上有一定程度改善。关键词：RISC-CPU、VHDL、MAX+PLUSⅡ、IP软核、时序仿真IVAbstractAbstractRISCreducedinstructionsetcomputerthat(ReducedInstructionSetComputer)acronym.RISC-CPUandCPUingeneralcomparedtoins
3、tructionbysimplifyingthestructureofthecomputerismoresimpleandreasonable,therebyincreasingprocessingspeed.Inthispaper,RISC-CPUarchitectureisanalyzed,andbyusingtheVHDLlanguage,Idesignedan8-bitRISC-CPUIPsoftcore.RISC-CPUisbasedon8modules:clockgenerator,instructionregister,ac
4、cumulator,arithmeticlogicunit,dataoutputcontroller,addressmultiplexer,programcounter,statecontroller.Inthedesign,eachmodulearetimingsimulatedonMAX+PLUSⅡsoftwareplatform,andfinallythesimulatedwaveformofinstructionexecutionthatverifiestheCPUfeaturesisgiven.Designandsimulati
5、onresultsshowthatthe8-bitRISC-CPUcancompletethetasks,andalsohasacertaindegreeofimprovementonoperationalefficiency.Keywords:RISC-CPU,VHDL,MAX+PLUSⅡ,IPsoftcore,TimingSimulationIV目录目录摘要IABSTRACT（英文摘要）II目录III第一章引言11.1课题背景与发展现状11.1.1课题背景11.1.2RISC-CPU的发展现状11.2RISC-CPU优势与现实意义11
6、.2.1RISC-CPU具备的优势11.2.2本课题的现实意义21.3本设计的主要内容2第二章RISC-CPU的架构设计32.1RISC-CPU基本架构32.2RISC-CPU模块的划分4第三章八位RISC-CPU各模块设计与仿真63.1时钟发生器63.2指令寄存器73.3累加器103.4算术逻辑单元113.5数据输出控制器133.6地址多路器143.7程序计数器153.8状态控制器17第四章RISC-CPU的综合及操作时序254.1RISC-CPU各模块综合254.2CPU复位启动操作时序29结论30IV目录参考文献31致谢32IV第一
7、章引言第一章引言1.1题背景与发展现状1.1.1课题背景CPU是CentralProcessingUnit——中央处理器的缩写，它是计算机中最重要的一个部分。CPU由运算器和控制器组成，其内部结构归纳起来可以分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分，这三个部分相互协调，便可以进行分析，判断、运算并控制计算机各部分协调工作。CPU从最初发展至今已经有几十年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，CPU可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器。而RISC处理器的出现标志着计算机体系结构中的一个
8、根本性变革。RISC即精简指令集计算机(ReducedInstructionSetComputer)的缩写。从实现的途径看，RISC-CPU与一般的CPU的不同处在于：它的时序控制信号形成部件
