【摘要】： 浮點(diǎn)運(yùn)算單元(Floating Point Unit, FPU)在高精度、高速度和高集成度信號(hào)處理硬件系統(tǒng)中具有極為重要的地位,尤其在高精度計(jì)算、3D高清圖像處理、導(dǎo)航系統(tǒng)等方面有著重要的作用。為使設(shè)計(jì)具有可擴(kuò)展性,FPU在片上系統(tǒng)(System On Chip, SOC)中需通過(guò)浮點(diǎn)控制器(Floating Point unit Controller, FPC)與處理器進(jìn)行連接。目前,LEON處理器及其FPU已經(jīng)在航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,但其FPC屬于商用IP核,價(jià)格昂貴。 為此,本文研究了LEON處理器的設(shè)計(jì)思想及具體實(shí)現(xiàn)方法,重點(diǎn)研究了Integer Unit的流水線設(shè)計(jì)原理,并研究了開(kāi)源FPU的實(shí)現(xiàn)方案。在此基礎(chǔ)上,本文基于FPGA設(shè)計(jì)了一種針對(duì)LEON處理器的通用FPC,并利用此FPC將開(kāi)源的FPU連接到LEON處理器上,大大方便了科學(xué)研究及SOC設(shè)計(jì)。具體而言,本文采用了自頂向下的設(shè)計(jì)方法和模塊化設(shè)計(jì)思想,將FPC設(shè)計(jì)分為六個(gè)模塊,分別為fpc頂層模塊、譯碼模塊DE、訪問(wèn)寄存器模塊RA、執(zhí)行模塊EX、訪存模塊ME及寫(xiě)回模塊WR,并應(yīng)用VHDL語(yǔ)言分別進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)。最后,本文使用傳統(tǒng)的功能驗(yàn)證方法,對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行了功能模擬驗(yàn)證,Modelsim SE6.5仿真結(jié)果表明了設(shè)計(jì)的正確性。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類(lèi)號(hào)】：TP332

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