基于FPGA计算机逻辑设计与分析开题报告.docVIP

安徽建筑大学电子与信息工程学院 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：基于FPGA的计算机逻辑部件设计与分析 专 业：计算机科学与技术 班 级：《一》班 学生姓名：杨齐进 学 号：11205090138 指导教师：沈庆伟 填表日期：2014年4月21日 安徽建筑大学电子与信息工程学院 二○一四年二月 制表 说 明 抓好毕业设计（论文）的开题报告是保证毕业设计（论文）质量的一个重要环节。为了加强对毕业设计（论文）的过程管理，规范毕业设计（论文）的开题报告，特印发此表。 毕业生一般应在毕业设计前期准备过程中，通过文献调研，主动跟指导教师讨论，完成毕业设计（论文）的开题报告。 此表经过指导教师和有关人员签字后，一份由指导教师保存，一份交院教学办公室。 毕业生在毕业设计（论文）答辩时，必须提交这份毕业设计（论文）开题报告。 填写选题依据和设计方案，力求简练，若表中栏目不够填写，可另加附页。 一、简表 学生简况 姓名 杨齐进 性别 男 出生年月 1991年10月17日 入学时间 2011年9月 学号 11205090138 专业 计算机科学与技术 班级 《一》班 课题名称 基于FPGA的计算机逻辑部件设计与实现 子课题 CPU指令设计与实现 课题来源 1.纵向课题 2.横向委托 3.自拟 √ 4.其他 类型 1．工程设计型（实践）２．理论研究 ３．实验研究 √ ４．计算机软件设计 5. 综合类 研究(设计)内容 计算机体系结构的发展迅速，虽然硬件知识的基本理论没有发生改变，但这些理论的应用和涉及对象的实现技术、方法等都发生巨大的变化。一方面随着计算机辅助设计技术和微电子FPGA技术的出现，要在FPGA上实现一个简单或略微复杂的计算机CPU逻辑核已经是可行的。另一方面，社会需要具有计算机系统知识的人参加数字系统的软硬件协同设计。 本课题是利用EDA技术，选择VerilogHDL和FPGA作为逻辑电路的实现技术，对计算机核心部件包括CPU、存储器、输入输出系统以及指令系统进行设计并加以实现。 二、选题依据 阐述该选题的研究意义，分析跟该课题有关的国内外研究概况和发展趋势。 FPGA，即可编程逻辑门阵列，是一种新兴的高密度大规模可编程逻辑器件，它是在PAL、GAL、CPLD等编程逻辑器件的基础上进一步发展的产物。它具有作为门阵列的高密度和PLD器件的灵活性和易用性。为专用集成的电路（ASIC）领域中的一种定制电路，它既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程逻辑器件门路数有限的缺点。它具有以下优点：高密度、高速度、系列化、标准化、小型化、多功能、低功耗、低成本，设计灵活方便，可无限次反复编程，并可现场模拟调试验证。 当今，半导体市场格局已成三足鼎立之势，FPGA，ASIC和ASSP三分天下。市场统计数据表明，FPGA已经逐步侵蚀ASIC和ASSP的传统市场，并处于快速增长阶段。 　此外，集成了FPGA 架构、硬核CPU 子系统（ARM/MIPS/MCU）及其他硬核IP 的芯片已经发展到了一个“关键点”，它将在今后数十年中得到广泛应用，为系统设计人员提供更多的选择。 十二五”期间，中国的可编程器件市场仍将保持年均30%以上的增长速度。中国尤其是北京等重要研究部门急需也长期需要FPGA用于国家安全和重点应用，比如航天航空、信息安全、知识产品保护等。此外，中国电子产品市场要求敏捷快速的研发周期和少量多样的产品形态，最适合FPGA应用。 　　 国内外主要参考文献（列出作者、论文名称、期刊名称、出版年月）。 郑利浩等.FPGA数字逻辑设计教程.电子工业出版社,2010. 杨军.基于Quartus II的计算机组成与体系结构综合实验教程. 科学出版社,2011. 施青松等. 逻辑与计算机设计基础实验与课程设计. 浙江大学出版社,2008. 姜咏江. 基于Quartus II的计算机核心设计. 清华大学出版社, . 李亚民.计算机原理与实现.清华大学出版社,2011 三、设计方案 拟采用的研究方法，技术路线，实验方案的可行性分析。 CPU设计 基本部件:累加器，ALU，数据控制器，指令寄存器，状态控制器，动态存储器，程序计数器，地址多路器，时钟发生器。 相关CPU中的各部件相互连接关系如下图： 通过对各个部件进行编译，仿真实现基本指令的运行。 四、工作进度的大致安排 1-3周：收集