在FPGA板上實現的可配置處理器

Question

對於大學中期項目，我必須設計一個可配置處理器，以VHDL編寫代碼，然後在Digilent的Spartan 3E FPGA板上進行綜合。我是一個初學者，所以你可以指點我一些關於可配置處理器的信息，以及與這個概念相關的一些想法？

Answer 1

您可以查看我的answer for a related question。我們做了幾乎相同的事情，用VHDL爲FPGA電路板構建了一個CPU。

Answer 2

這只是一個樣機，所以請注意，我將它清理乾淨

取instruct1，
取instruct2，取datas1
取instruct3，取datas2，過程datas1
取instruct4，取datas3，過程datas2，商店1 datas1
取instruct5，取datas4，過程datas3，商店2 datas1
取instruct6，取datas5，過程datas4，store3 datas1
取instruct7，取datas6，過程datas5，store4 datas1
取instruct8，取datas7，過程datas6，store5 datas1

基本上這些處理器 第1部分 ALU的主要部件：算術邏輯單元（這是draeing會派上用場） AN ALU具有2個輸入端口和一個輸出端口。 2個輸入端口進行操作並輸出結果。要知道ALU必須完成的指令是一個控制端口。 基本上這是命令的名稱。所以如果控制端口有4位，則有16條可能的指令。

第2部分 寄存器單元：這是一組存儲單元（高速緩衝存儲器）。該存儲器的內容通常被傳送到ALU的輸入端口。

第3部分 控制單元：這有點像cpu的管絃樂大師。它的工作是將數據發送到ALU輸入 2讀取指令寄存器中需要發生的指令，將這些指令發送到ALU控制端口

接口。這是RAM和其他外圍設備如何與CPU通信的方式。每次輸入結果都必須存儲。它可以存儲在RAM中，因此一旦結果準備就緒，RAM必須準備就緒。同時，可以發生下一條指令輸入的RAM讀取。同時，下一條指令可以從RAM中讀取。

生成1條指令通常需要超過1個時鐘週期。加工結構與工業生產相類似。因此，連鎖工作已經完成。

VLIW我們編寫的程序是線性的，意味着指令一個接一個地發生。但是今天的CPU（不是ARM）有多個ALU，所以同時處理多條指令。

所以，你必須處理單元鏈在同一時間（管道） 工作多條指令，你有很多的這些單位的（超標）

然後它變成什麼可以/需要做的泰勒一個問題你CPU架構。

Answer 3

我做了一個類似的項目，用VHDL實現了一個帶有5級流水線的處理器。首先，您必須瞭解處理器的工作原理。如果不明白每一種方法在做什麼以及需要什麼樣的控制信號，那麼你就沒有希望用VHDL寫一個。其次，開始繪製指令和數據如何流過處理器（即通過每個階段）的圖表。每個階段如何相互聯繫？控制信號去哪裏了？我的投入從哪裏來，我的產出在哪裏？

一旦你有了一個堅實的圖表，VHDL中的實際應用應該是相對直接的。您可以使用VHDL的行爲建模來從本質上解釋您在圖表中看到的內容。