Реалізація і дослідження RISC-процесора з використанням ПЛІС

Abstract

UK: У дипломній роботі розроблюється RISC-процесор з чотирма обчислювальними ядрами та підтримкою матричних операцій. Метою даної роботи є дослідження існуючих рішень та реалізація власного проекту процесору на мові VHDL, й спрощення програмування процесору шляхом створення пакету з переліком констант – мнемонічними кодами операцій, назвами регістрів тощо. У ході виконання роботи були виконані наступні кроки: досліджені існуючі реалізації учбових процесорів; визначені характеристики процесору (тип і розрядність операндів, шин адрес і даних); складена система команд процесору; побудована функціональна схема процесору; реалізований проект процесору на мові VHDL; наведені відомості про охорону праці та безпеку життєдіяльності. Розроблений процесор можна застосовувати як будь-який універсальний обчислювач – для наукових чи економічних обчислень, автоматизації виробничих процесів, обміну інформацією з периферійними пристроями через порт вводу-виводу тощо. Оскільки робота з процесором відбувалася шляхом його моделювання, то використання (і, можливо, покупка) ПЛІС не знадобилася. При роботі над проектом використовувався власний персональний комп’ютер, та САПР фірми Xilinx.

EN: Graduate work develops a RISC-processor with four computing cores and support for matrix operations. The purpose of this work is to study existing solutions and implement my own processor design in VHDL, and simplify CPU programming by creating a package with a list of constants - mnemonic operation codes, register names and more. During the work the following steps were performed: the existing implementations of educational processors were studied; certain characteristics of the processor (type and bit operands, address and data buses); developed system of processor instructions; the functional scheme of the processor is built; implemented VHDL processor project; information on labor protection and life safety is given. The developed processor can be used as any universal computer - for scientific or economic calculations, automation of production processes, exchange of information with peripheral devices through the I / O port and more. Because the CPU was modeled, the use (and possibly purchase) of a FPGA was not required. The project used its my personal computer and Xilinx CAD.