Розробка та дослідження процесора виконання математичних операцій над комплексними числами з використанням ПЛІС. Операції додавання та віднімання і дослідний стенд для їх тестування
Loading...
Date
2022
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Український державний університет науки і технологій, Дніпро
Abstract
UKR: Магістерська робота виконана на 82 с., містить 51 рис., 5 табл., 3 додатки, 13 джерел.
Об’єкт розробки – процесор виконання математичних операцій додавання та віднімання над комплексними числами з використанням ПЛІС.
Мета роботи – розробка та дослідження процесора виконання математичних операцій додавання та віднімання над комплексними числами з використанням ПЛІС та стенду для його тестування.
Методи дослідження включають в себе використання модельно орієнтованого проектування та моделювання в програмному пакеті Matlab/Simulink, генерацію у HDL Coder VHDL-опису процесора та його тестування в САПР Qesta Sim.
В ході виконання кваліфікаційної роботи проведено огляд спроектованих процесорів за допомогою модельно-орієнтованого програмування. Розглянуті етапи проектування процесору за допомогою пакету програм MatLab/Simulink. Було виконане проектування основних компонентів процесору обробки комплексних чисел та реалізована робота з пам’яттю для виконання інструкцій додавання та віднімання комплексних чисел. Проведені дослідження розробленного процесору разом з пам’яттю шляхом створення Simulink-моделі системи та подальшого її моделювання. Була написана тестова програма мовою Matlab для тестування і отримано VHDL опис системи, проведено синтез та веріфікацію спроектованого процесору.
Результати роботи можуть стати основою для створення процесору з розширеним набором команд, використані методи високорівневого проектування можуть значно прискорити розробку процесорів.
ENG: The master's thesis is 82 pages long, contains 51 figures, 5 tables, 3 appendices, and 13 sources. The object of development is a processor for performing mathematical operations of addition and subtraction on complex numbers using FPGA. The purpose of the work is the development and research of a processor for performing mathematical operations of addition and subtraction on complex numbers using a FPGA and a bench for its testing. Research methods include the use of model-oriented design and simulation in the Matlab/Simulink software package, the generation of a VHDL description of the processor in HDL Coder and its testing in CAD Qesta Sim. In the course of the qualification work, an overview of the designed processors was carried out using model-oriented programming. The considered stages of processor design using the MatLab/Simulink software package. The design of the main components of the complex number processing processor was carried out and the work with memory was implemented for the execution of complex number addition and subtraction instructions. Research was conducted on the developed processor together with the memory by creating a Simulink model of the system and its subsequent simulation. A test program was written in the Matlab language for testing, a VHDL description of the system was obtained, synthesis and verification of the designed processor was carried out. The results of the work can become the basis for creating a processor with an extended set of instructions, the high-level design methods used can significantly speed up the development of processors.
ENG: The master's thesis is 82 pages long, contains 51 figures, 5 tables, 3 appendices, and 13 sources. The object of development is a processor for performing mathematical operations of addition and subtraction on complex numbers using FPGA. The purpose of the work is the development and research of a processor for performing mathematical operations of addition and subtraction on complex numbers using a FPGA and a bench for its testing. Research methods include the use of model-oriented design and simulation in the Matlab/Simulink software package, the generation of a VHDL description of the processor in HDL Coder and its testing in CAD Qesta Sim. In the course of the qualification work, an overview of the designed processors was carried out using model-oriented programming. The considered stages of processor design using the MatLab/Simulink software package. The design of the main components of the complex number processing processor was carried out and the work with memory was implemented for the execution of complex number addition and subtraction instructions. Research was conducted on the developed processor together with the memory by creating a Simulink model of the system and its subsequent simulation. A test program was written in the Matlab language for testing, a VHDL description of the system was obtained, synthesis and verification of the designed processor was carried out. The results of the work can become the basis for creating a processor with an extended set of instructions, the high-level design methods used can significantly speed up the development of processors.
Description
Keywords
процесор, ПЛІС, САПР, комплексні числа, RISC processor, complex numbers, Matlab, Simulink, VHDL, PLD, EDA RISC, КЕОМ, ВКР
Citation
Лазоренко Д. В. Розробка та дослідження процесора виконання математичних операцій над комплексними числами з використанням ПЛІС. Операції додавання та віднімання і дослідний стенд для їх тестування : дипломна робота на здобуття кваліфікаційного ступеня магістра : спец. 123 – комп’ютерна інженерія / наук. керівник В. О. Шаповалов ; Укр. держ. ун-т науки і технологій. Дніпро, 2022. 82 с.