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《河海大学》 2007年
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基于FPGA的CPU核及其虚拟平台的设计与实现

徐伟业  
【摘要】: 本课题受东南大学雨顺电子技术有限公司委托研发。 科学技术的高度发展,导致了计算机的诞生及其迅速发展。在现代社会里,计算机的应用范围几乎涉及到人类社会的所有领域,使得对计算机的研制与学习方兴未艾,不断深入。基于此,本课题在现有计算机内部结构基础上,通过对系统三大模块的软硬件设计,研制出了一台计算机学习实验平台。该平台为用户提供一种更直观的方法学习计算机内部结构,并且用户可以根据需求设计自己的计算机模型,具有很好的实用性。 论文详细地给出了一种采用FPGA技术的计算机模型机的设计方案以及仿真和实现过程。系统设计主要包含三大模块: 1、计算机中央处理器模块:采用了Altera公司的FPGA芯片及其MAXPLUSII集成软件设计了具有完整功能的CPU核; 2、数据存储与传输模块:一方面按照设计逻辑与CPU核建立数据通路,另一方面封装RAM和ROM模块,与上位机PC建立数据通路; 3、虚拟平台模块:采用VB技术按照CPU结构设计了一个模型机操作平台,实现软件数据库数据与硬件FPGA芯片实时的数据扫描、传输和显示。 系统中所有的电路设计均下载到FPGA芯片得到验证,与计算机的实时显示软件连接并调试成功。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP391.9;TP332

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 乔龙;基于FPGA的可穿戴计算机的处理器设计[D];西北大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 李明峰;PC机与CPLD通信问题的研究[J];单片机与嵌入式系统应用;2002年08期
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7 付昱,高明伦,杜高明;一种FPGA验证系统串口通信的实现方法[J];微电子学与计算机;2005年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘远志,秦峰;文本叙事断点分析[J];阿坝师范高等专科学校学报;2003年02期
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中国重要会议论文全文数据库 前4条
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2 李罗洲;顾闰夏;;基于单片机的反应速度测试训练仪的设计[A];2008年医疗仪器学术年会暨理事会论文汇编[C];2008年
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中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 刘诗斌;微型智能磁航向系统研究[D];西北工业大学;2001年
2 刘青;飞秒激光在透明介质中的三维光存储研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
3 辛明瑞;面向空间应用的容错RISC处理器体系结构研究[D];西北工业大学;2006年
4 史江义;基于IP核的SOC设计关键技术研究[D];西安电子科技大学;2007年
5 陈红洲;同时多线程处理器资源共享控制策略研究[D];浙江大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 闫文浩;恒温炉内铸件温度无线检测系统设计[D];大连理工大学;2010年
2 张仰辉;VLSI后端设计中针对CMP平坦度的DFM[D];大连理工大学;2010年
3 李宁;基于模糊控制理论的低频治疗系统的研究[D];天津理工大学;2010年
4 唐维林;GJY-T-4型轨道检查仪调整电路设计[D];电子科技大学;2010年
5 彭超然;基于线阵CCD的人机交互技术研究[D];浙江大学;2011年
6 邢科云;课程知识本体的构建与应用研究[D];杭州师范大学;2010年
7 刘仍稳;ASIP的流水线以及参量化设计[D];西安电子科技大学;2011年
8 何涛;复杂数字信号处理算法实现方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 万娟;嵌入式串行数据通信系统中差错控制技术的研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年
10 王永红;基于通信网络的小型化线路倍增设备的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
【同被引文献】
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1 舒泽亮;郭育华;连级三;;基于FPGA的APF控制器的硬件结构优化[J];电力系统自动化;2006年18期
2 张晓军,解大,陈陈;VHDL语言在电子设计自动化中的应用[J];电力自动化设备;2002年05期
3 刘凯,涂之隽;21世纪硬件电路设计的新趋势[J];电子科技;2000年14期
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5 张楷,项忠友;基于FPGA的CPU仿真测试技术[J];国外电子测量技术;2003年S1期
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7 蔡启先;王智文;何海钊;;计算机系统结构课程流水线技术教学研究与实践[J];黑龙江科技信息;2008年14期
8 李欣;孙珊珊;;32位CPU的流水线设计[J];黑龙江科技信息;2008年28期
9 范继;吴小役;王斌翊;胡江峰;;数字系统中SDRAM控制器的FPGA实现[J];火炮发射与控制学报;2009年04期
10 冯丹;刘勋;李开君;;基于FPGA的对象存储控制器的关键技术[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 蒋亚群;基于DLX体系结构的微处理器核的设计与实现[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 胡建国;高性能微处理器的验证技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
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4 谷延军;可穿戴计算中的信息采集及低功耗技术研究[D];西北大学;2008年
5 刘宁;基于MIPS指令集的RISC微处理器数据通路的设计与实现[D];华中科技大学;2008年
【二级引证文献】
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中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 田袆;基于FPGA的智能温室测控系统CPU的设计与实现[D];西北大学;2011年
2 李小明;基于FPGA的数字视频远程传输技术的研究[D];长春理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 李明峰;PC机与CPLD通信问题的研究[J];单片机与嵌入式系统应用;2002年08期
【相似文献】
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1 蒋垒;王昌林;刘鎏;许冲;;基于FPGA的FIR数字滤波器算法实现[J];舰船电子工程;2006年01期
2 李欣;孙珊珊;;32位CPU的流水线设计[J];黑龙江科技信息;2008年28期
3 杨莉荣;王炜;;基于FPGA的数字锁相环设计[J];微计算机应用;2009年01期
4 郑俭锋;I~2C总线控制器的VHDL设计及实现[J];电子设计应用;2004年07期
5 刘晶;贾银亮;;基于FPGA的液晶驱动电路设计[J];金陵科技学院学报;2009年03期
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8 李长云;刘明;;基于FPGA的病床呼叫系统[J];科技信息;2011年20期
9 周殿凤;康素成;王俊华;;基于FPGA的任意数值分频器的设计[J];信息化研究;2010年02期
10 谢海鸿,李萍,林德彬;基于FPGA芯片的数字频率计设计[J];现代电子技术;2005年18期
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1 李云;刘桂华;;FPGA与I~2C总线器件接口设计[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
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4 白瑞林;王建;;基于FPGA的智能控制器设计与闭环测试方法研究[A];2005中国控制与决策学术年会论文集(下)[C];2005年
5 高献伟;靳济方;方勇;;GF(2~m)域乘法器的快速设计及FPGA实现[A];第十九次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2004年
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5 本报记者 赵艳秋 冯晓伟 冯健;FPGA:市场应用广 门槛需降低[N];中国电子报;2009年
6 本报记者 冯晓伟;FPGA格局难改 新兴企业胜算几何?[N];中国电子报;2009年
7 ;异步架构FPGA实现业界最高速度[N];中国电子报;2009年
8 ;突破功耗和成本限制设计中国需要的FPGA[N];中国电子报;2009年
9 ;通信仍是FPGA最大市场[N];中国电子报;2009年
10 本报记者 梁红兵;赛灵思:降低FPGA应用门槛[N];中国电子报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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9 朱二周;基于CPU/GPU平台的虚拟化技术研究[D];上海交通大学;2012年
10 唐玉兰;伪布尔可满足性算法及其在FPGA布线中的研究应用[D];江南大学;2010年
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1 徐伟业;基于FPGA的CPU核及其虚拟平台的设计与实现[D];河海大学;2007年
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7 范晓亮;基于FPGA的双核模型机CPU的设计与实现[D];东北大学;2008年
8 龚书涛;自由立体显示硬件电路设计[D];合肥工业大学;2006年
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