基于FPGA的32位五级流水线CPU的研究与设计
| 摘要 | 第1-5页 |
| ABSTRACT | 第5-9页 |
| 第一章 绪论 | 第9-11页 |
| §1-1 课题简介 | 第9页 |
| 1-1-1 课题来源 | 第9页 |
| 1-1-2 研究目的及意义 | 第9页 |
| §1-2 课题研究现状 | 第9-10页 |
| 1-2-1 国内研究现状 | 第9-10页 |
| 1-2-2 国外研究现状 | 第10页 |
| §1-3 论文的主要研究内容 | 第10-11页 |
| 第二章 CPU 体系结构与开发平台 | 第11-18页 |
| §2-1 CPU 工作原理 | 第11-13页 |
| 2-1-1 CPU 的结构和功能 | 第11页 |
| 2-1-2 CPU 中的指令系统 | 第11-13页 |
| §2-2 CPU 设计相关技术 | 第13-16页 |
| 2-2-1 FPGA 技术 | 第13-15页 |
| 2-2-2 流水线技术 | 第15-16页 |
| §2-3 实验平台及开发工具 | 第16-18页 |
| 2-3-1 DE2 实验平台 | 第16-17页 |
| 2-3-2 QuartusII 开发工具 | 第17页 |
| 2-3-3 Visual C++工具 | 第17-18页 |
| 第三章 流水线 CPU 系统设计 | 第18-22页 |
| §3-1 系统结构 | 第18-19页 |
| 3-1-1 系统实现过程 | 第18-19页 |
| 3-1-2 结构设计 | 第19页 |
| §3-2 五级流水线 CPU 系统 | 第19-20页 |
| 3-2-1 取指令周期 | 第19页 |
| 3-2-2 指令译码周期 | 第19-20页 |
| 3-2-3 指令执行周期 | 第20页 |
| 3-2-4 读写周期 | 第20页 |
| §3-3 演示系统 | 第20-21页 |
| §3-4 本章小结 | 第21-22页 |
| 第四章 流水线 CPU 的 FPGA 设计 | 第22-51页 |
| §4-1 取指令周期的设计 | 第22-27页 |
| 4-1-1 取指过程 | 第22页 |
| 4-1-2 IF 级的组成部件设计 | 第22-25页 |
| 4-1-3 指令存储器的设计 | 第25-27页 |
| §4-2 指令译码周期的设计 | 第27-34页 |
| 4-2-1 译码过程 | 第27页 |
| 4-2-2 ID 级主要组成部件的设计 | 第27-28页 |
| 4-2-3 转移指令电路的设计 | 第28-30页 |
| 4-2-4 控制部件的设计 | 第30-32页 |
| 4-2-5 寄存器堆的设计 | 第32-34页 |
| §4-3 指令执行周期的设计 | 第34-38页 |
| 4-3-1 运算过程 | 第34页 |
| 4-3-2 EXE 组成部件设计 | 第34-35页 |
| 4-3-3 运算器部件的设计 | 第35-38页 |
| §4-4 读写周期的设计 | 第38-40页 |
| 4-4-1 读写过程 | 第38页 |
| 4-4-2 读写部件的设计 | 第38-39页 |
| 4-4-3 数据存储器的设计 | 第39-40页 |
| §4-5 时序模块和指令显示模块的设计 | 第40-42页 |
| 4-5-1 时序模块设计 | 第40页 |
| 4-5-2 指令显示模块设计 | 第40-42页 |
| §4-6 流水线 CPU 整体电路的实现 | 第42-48页 |
| 4-6-1 整体电路的结构 | 第42-43页 |
| 4-6-2 整体电路的测试 | 第43-48页 |
| §4-7 流水演示系统的设计 | 第48-50页 |
| 4-7-1 演示系统各模块设计 | 第48-49页 |
| 4-7-2 系统实现 | 第49-50页 |
| §4-8 本章小结 | 第50-51页 |
| 第五章 流水线相关问题及解决对策 | 第51-59页 |
| §5-1 流水线中的相关概述 | 第51页 |
| §5-2 数据相关处理 | 第51-54页 |
| 5-2-1 运算类指令相关处理 | 第51-52页 |
| 5-2-2 存储器类指令相关处理 | 第52-53页 |
| 5-2-3 数据相关的测试 | 第53-54页 |
| §5-3 控制相关处理 | 第54-56页 |
| 5-3-1 遇到的控制相关问题 | 第54-55页 |
| 5-3-2 控制相关的解决对策 | 第55页 |
| 5-3-3 控制相关的测试 | 第55-56页 |
| §5-4 结构相关处理 | 第56-58页 |
| 5-4-1 遇到的结构相关问题 | 第56-57页 |
| 5-4-2 结构相关的解决对策 | 第57页 |
| 5-4-3 结构相关的测试 | 第57-58页 |
| §5-5 本章小结 | 第58-59页 |
| 第六章 CPU 设计的验证 | 第59-69页 |
| §6-1 CPU 测试与仿真 | 第59-67页 |
| 6-1-1 CPU 功能测试 | 第59-64页 |
| 6-1-2 流水线 CPU 的仿真 | 第64-67页 |
| §6-2 流水过程演示 | 第67-68页 |
| 6-2-1 程序的执行过程 | 第67页 |
| 6-2-2 分析流水效果 | 第67-68页 |
| §6-3 本章小结 | 第68-69页 |
| 第七章 总结和展望 | 第69-70页 |
| §7-1 总结 | 第69页 |
| §7-2 展望 | 第69-70页 |
| 参考文献 | 第70-72页 |
| 附录 A | 第72-73页 |
| 附录 B | 第73-75页 |
| 致谢 | 第75-76页 |
| 攻读学位期间所取得的相关科研成果 | 第76页 |
