帶中斷系統(tǒng)的五級流水線CPU設(shè)計(jì).pdf

1、中央處理器廣義上指一系列可以執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算機(jī)程序的邏輯機(jī)器。這個(gè)空泛的定義很容易地將在“CPU”這個(gè)名稱被普遍使用，之前的早期計(jì)算機(jī)也包括在內(nèi)。
　　無論如何，至少從20世紀(jì)60年代早期開始(Weik1961)，這個(gè)名稱及其縮寫已開始在電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。盡管與早期相比，“中央處理器”在物理形態(tài)、設(shè)計(jì)制造和具體任務(wù)的執(zhí)行上有了戲劇性的發(fā)展，但是其基本的操作原理一直沒有改變。
　　早期的中央處理器通常是為大型及特定應(yīng)

2、用的計(jì)算機(jī)而定制。但是，這種昂貴的為特定應(yīng)用定制CPU的方法很大程度上已經(jīng)讓位于開發(fā)便宜、標(biāo)準(zhǔn)化、適用于一個(gè)或多個(gè)目的的處理器類。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化趨勢始于由單個(gè)晶體管組成的大型機(jī)和微機(jī)年代，隨著集成電路的出現(xiàn)而加速。IC使得更為復(fù)雜的CPU可以在很小的空間中設(shè)計(jì)和制造（在微米的量級）。CPU的標(biāo)準(zhǔn)化和小型化都使得這一類數(shù)字設(shè)備在現(xiàn)代生活中的出現(xiàn)頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過有限應(yīng)用專用的計(jì)算機(jī)。現(xiàn)代微處理器出現(xiàn)在包括從汽車到手機(jī)到兒童玩具在內(nèi)的各種物品中。

3、r>　　論文首先介紹了中央處理器發(fā)展的歷史，以及本文設(shè)計(jì)的研究背景，并在此基礎(chǔ)上著重介紹了精簡指令RISC CPU的結(jié)構(gòu)以及基于RISC結(jié)構(gòu)的MIPS CPU的有關(guān)背景資料，為論文后續(xù)的設(shè)計(jì)做好鋪墊。接著詳細(xì)介紹了一款基于MIPS指令集的5級流水線CPU的設(shè)計(jì)。本CPU主要包括流水線模塊，控制模塊，中斷處理模塊，以及ROM和RAM模塊。本文成功解決了流水線設(shè)計(jì)中的數(shù)據(jù)相關(guān)以及控制相關(guān)問題，并為精確中斷和異常處理設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電路。最后使用