Diplomová práca prezentuje návrh jadra RISC procesoru pre výukové účely. Cieľom bolo navrhnúť a implementovať 8-bitový mikroprocesor RISC do jazyka VHDL. Realizácia kládla vysoký dôraz na možnosti následného zapracovania do výukových procesov. Navrhnutá inštrukčnú sada je založená na inštrukčnej sade THUMB a optimalizovaná pre 5-stupňovú zreťazenú linku. Práca taktiež predkladá analýzu 3 a 5-stupňovej zreťazenej linky v náväznosti na pokročilejšie architektúry zreťazených liniek. Dôležitá časť práce pozostávala z navrhnutia techniky pre vizualizáciu vnútorných signálov, ktorá je podporov pre hardwarový prípravok.
Anotace v angličtině
The master thesis presents the design of a RISC-processor core for teaching purposes. The aim of this project was to design and implement an 8-bit RISC microprocessor in the VHDL language. The implementation has been developed with regard to the teaching purposes. The developed instruction set is based on a THUMB Instruction Set and optimized for a 5-stage pipeline. The evolution of the pipeline from a 3-stage pipeline to the Superpipeline and Superscalar technique is discussed. An important part of the task - visualization of internal signals ? has been tailored to the hardware support available on the Development and Education Board which has been selected for this purpose.
RISC, Micro-processor, Pipeline, Superpipeline, Superscalar, Instruction Set
Rozsah průvodní práce
58s (80 607 znakov)
Jazyk
SL
Anotace
Diplomová práca prezentuje návrh jadra RISC procesoru pre výukové účely. Cieľom bolo navrhnúť a implementovať 8-bitový mikroprocesor RISC do jazyka VHDL. Realizácia kládla vysoký dôraz na možnosti následného zapracovania do výukových procesov. Navrhnutá inštrukčnú sada je založená na inštrukčnej sade THUMB a optimalizovaná pre 5-stupňovú zreťazenú linku. Práca taktiež predkladá analýzu 3 a 5-stupňovej zreťazenej linky v náväznosti na pokročilejšie architektúry zreťazených liniek. Dôležitá časť práce pozostávala z navrhnutia techniky pre vizualizáciu vnútorných signálov, ktorá je podporov pre hardwarový prípravok.
Anotace v angličtině
The master thesis presents the design of a RISC-processor core for teaching purposes. The aim of this project was to design and implement an 8-bit RISC microprocessor in the VHDL language. The implementation has been developed with regard to the teaching purposes. The developed instruction set is based on a THUMB Instruction Set and optimized for a 5-stage pipeline. The evolution of the pipeline from a 3-stage pipeline to the Superpipeline and Superscalar technique is discussed. An important part of the task - visualization of internal signals ? has been tailored to the hardware support available on the Development and Education Board which has been selected for this purpose.
RISC, Micro-processor, Pipeline, Superpipeline, Superscalar, Instruction Set
Zásady pro vypracování
Navrhněte jádro RISC procesoru s následujícími vlastnostmi:
instrukční soubor bude obsahovat alespoň 25 instrukcí
programová paměť musí umožňovat snadné naprogramování obsahu
datová paměť musí umožňovat snadné zviditelnění obsahu
přípravek musí obsahovat vložení minimálně jedné osmibitové I/O brány, případně dalších periferních obvodů
řetězec registrů musí umožňovat krokování
musí být řešeny datové a jiné konflikty v řetězci
Návrh realizujte v podobě vhodné pro laboratorní cvičení s experimenty a zhotovte dokumentaci pro cvičení. Vypracujte zadání alespoň dvou ukázkových úloh.
Zásady pro vypracování
Navrhněte jádro RISC procesoru s následujícími vlastnostmi:
instrukční soubor bude obsahovat alespoň 25 instrukcí
programová paměť musí umožňovat snadné naprogramování obsahu
datová paměť musí umožňovat snadné zviditelnění obsahu
přípravek musí obsahovat vložení minimálně jedné osmibitové I/O brány, případně dalších periferních obvodů
řetězec registrů musí umožňovat krokování
musí být řešeny datové a jiné konflikty v řetězci
Návrh realizujte v podobě vhodné pro laboratorní cvičení s experimenty a zhotovte dokumentaci pro cvičení. Vypracujte zadání alespoň dvou ukázkových úloh.
Seznam doporučené literatury
Student si vhodnou literaturu vyhledá v dostupných pramenech podle doporučení vedoucího práce.
Seznam doporučené literatury
Student si vhodnou literaturu vyhledá v dostupných pramenech podle doporučení vedoucího práce.