实例介绍
【实例简介】
cpu设计实例-verilog,通过这个文档 你可以很快的入手如何设计一份8位的cpu,其中的指令码位16位
什么是CPU? CPU即中央处理单元的英文缩写,它是计算机的核心部 计算机进行信息处理可分为两个步骤 1)将数据和程序(即指令序列)输入到计算机的存储器中 2)从第一条指令的地址起开始执行该程序,得到所需结 果,结束运行。CPU的作用是协调并控制计算机的各个部 件执行程序的指令序列,使其有条不紊地进行。因此它必 须具有以下基本功能 a)取指令:当程序已在存储器中时,首先根据程序入 口地址取出一条程序,为此要发出指令地址及控制信号 b)分析指令:即指令译码。是对当前取得的指令进行 分析,指出它要求什么操作,并产生相应的操作控制命令 c)执行指令:根据分析指令时产生的操作 命令形成相应的操作控制信号序列,通过 运算器,存储器及输入/输出设备的执行, 实现每条指令的功能,其中包括对运算结 果的处理以及下条指令地址的形成 将其功能进一步细化,可概括如下 1)能对指令进行译码并执行规定的动作; 2)可以进行算术和逻辑运算; 3)能与存储器,外设交换数据 4)提供整个系统所需要的控制 尽管各种CPU的性能指标和结构细节各 同出功能分析,可知任何一种内目 部结构至少应包含下面这些部件: 1)算术逻辑运算部件(ALU) 2)累加器; 3)程序计数器; 4)指令寄存器,译码器; 5)时序和控制部件 RISC即精筲指令集计算机( Reduced instruction se Computer)的缩写。它是一种八十年代才出现的CPU,与 一般的CPU相比不仅只是筒化了指令系统,而且是通过 筒化指令系统使计算机的结构更加筒单合理,从而提高 了运算速度。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是用硬布线逻 辑实现的而不是采用微程序控制的方式。所谓硬布线逻 辑也就是用触发器和逻辑门直接连线所构成的状态机和 组合逻辑,故产生控制序列的速度比用微程序控制方式 快得多,因为这样做省去了读取微指令的时间 RISC_CPU也包括上述这些部件,下面就详细介绍一个筒 化的用于教学目的的 RISC-CPU的可综合 Veriloghdl模型 的设计和伤真过程 RISC CPU结构 RISC_CPI是一个复杂的数字逻辑电路,但是它的 基本部件的逻辑并不复杂。可把它分成八个基本 部件: 1)时钟发生器 2)指令寄存器 3)累加器 4) RISC CPU算术逻辑运算单元 5)数据控制器 6)状态控制罨 D7)程序计数器 8)地址多路器 中各部件的相互连接关系 1时钟发生器 时钟发生器 时钟发生器 利用外来时钟信号米生成一系列时钟信号 送往的其他部件。其中是外来时钟 的八分频信号。利用的上升沿来触发控制器开始执 行一条指令,同时信号还将控制地址多路器输出指令地址和 数据地址。信号用作指令寄存器、累加器、状态控制器的时 钟信号 则用于触发算术逻辑运算单元。 时钟发生器c1kgen的波形 【实例截图】
【核心代码】
cpu设计实例-verilog,通过这个文档 你可以很快的入手如何设计一份8位的cpu,其中的指令码位16位
什么是CPU? CPU即中央处理单元的英文缩写,它是计算机的核心部 计算机进行信息处理可分为两个步骤 1)将数据和程序(即指令序列)输入到计算机的存储器中 2)从第一条指令的地址起开始执行该程序,得到所需结 果,结束运行。CPU的作用是协调并控制计算机的各个部 件执行程序的指令序列,使其有条不紊地进行。因此它必 须具有以下基本功能 a)取指令:当程序已在存储器中时,首先根据程序入 口地址取出一条程序,为此要发出指令地址及控制信号 b)分析指令:即指令译码。是对当前取得的指令进行 分析,指出它要求什么操作,并产生相应的操作控制命令 c)执行指令:根据分析指令时产生的操作 命令形成相应的操作控制信号序列,通过 运算器,存储器及输入/输出设备的执行, 实现每条指令的功能,其中包括对运算结 果的处理以及下条指令地址的形成 将其功能进一步细化,可概括如下 1)能对指令进行译码并执行规定的动作; 2)可以进行算术和逻辑运算; 3)能与存储器,外设交换数据 4)提供整个系统所需要的控制 尽管各种CPU的性能指标和结构细节各 同出功能分析,可知任何一种内目 部结构至少应包含下面这些部件: 1)算术逻辑运算部件(ALU) 2)累加器; 3)程序计数器; 4)指令寄存器,译码器; 5)时序和控制部件 RISC即精筲指令集计算机( Reduced instruction se Computer)的缩写。它是一种八十年代才出现的CPU,与 一般的CPU相比不仅只是筒化了指令系统,而且是通过 筒化指令系统使计算机的结构更加筒单合理,从而提高 了运算速度。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是用硬布线逻 辑实现的而不是采用微程序控制的方式。所谓硬布线逻 辑也就是用触发器和逻辑门直接连线所构成的状态机和 组合逻辑,故产生控制序列的速度比用微程序控制方式 快得多,因为这样做省去了读取微指令的时间 RISC_CPU也包括上述这些部件,下面就详细介绍一个筒 化的用于教学目的的 RISC-CPU的可综合 Veriloghdl模型 的设计和伤真过程 RISC CPU结构 RISC_CPI是一个复杂的数字逻辑电路,但是它的 基本部件的逻辑并不复杂。可把它分成八个基本 部件: 1)时钟发生器 2)指令寄存器 3)累加器 4) RISC CPU算术逻辑运算单元 5)数据控制器 6)状态控制罨 D7)程序计数器 8)地址多路器 中各部件的相互连接关系 1时钟发生器 时钟发生器 时钟发生器 利用外来时钟信号米生成一系列时钟信号 送往的其他部件。其中是外来时钟 的八分频信号。利用的上升沿来触发控制器开始执 行一条指令,同时信号还将控制地址多路器输出指令地址和 数据地址。信号用作指令寄存器、累加器、状态控制器的时 钟信号 则用于触发算术逻辑运算单元。 时钟发生器c1kgen的波形 【实例截图】
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