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基于FPGA模型机的组合逻辑控制器
  • ISSN号:1006-7167
  • 期刊名称:《实验室研究与探索》
  • 时间:0
  • 分类:TP332.3[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]河北工业大学计算机科学与软件学院,天津300401, [2]河北工业大学电气工程学院,天津300401
  • 相关基金:国家自然科学青年基金资助项目(31100711); 河北省交通运输厅科学技术计划项目(Y-2011087)
中文摘要:

目前的模型机控制器大多采用微程序控制方式,而组合逻辑控制方式执行速度较快,在精简指令系统中被广泛应用。本文采用QuartusⅡ和Cyclone FPGA构建模型机的组合逻辑控制器。首先,通过设计模型机的指令系统、指令流程、控制信号等,列出各控制信号的逻辑表达式,并对逻辑表达式进行化简;其次,通过QuartusⅡ软件,利用原理图输入法设计组合逻辑控制器的指令译码器和组合逻辑电路模块,并搭配好各自的时序电路,形成完整的模型机控制器;最后把编译好的原理图文件下载到Altera DE2实验板上进行验证。此设计应用了可编程逻辑器件,提高了指令的执行速度,增强了设计的灵活性,且将该控制器与运算器等部件搭建,形成完整的模型机应用于计算机组成原理课程的实验教学中,能很好地提高学生的思维能力和动手能力。

英文摘要:

Most of the present model controllers use micro program control mode, however, the combinational logic controller executes fast, so it is widely used in the reduced instruction systems. Quartus II and Cyclone FPGA are used to realize combinational logic controller designing. Firstly, according to machine instruction system model, instruction process, control signals, etc. , the logical expressions of each control signal are listed and simplified; Secondly, Quartus II software is adopted, and the principle diagram input method is applied to design the instruction decoder and combinational logic circuit module of combinational logic controller by timing circuit, and then model controller is tormed; Finally, the compiled schematic document is downloaded to Altera DE2 experimental board. The application of the programmable logic device improves the instruction execution speed and enhances designing flexibility. The controller and the arithmetic unit anti other components can he connected flexibly to form a complete model used in experimeutal teaching of computer composition principle. The reform can well improve students' thinking ability and practical ability.

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期刊信息
  • 《实验室研究与探索》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:上海交通大学
  • 主编:夏有为
  • 地址:上海市市南区华山路1954号交教学三楼456、457
  • 邮编:200030
  • 邮箱:sysycp@163.com sysy@mail.sjtu.edu.cn
  • 电话:021-62932952 62932875
  • 国际标准刊号:ISSN:1006-7167
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1707/T
  • 邮发代号:4-834
  • 获奖情况:
  • 国家科技部中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国乌利希期刊指南,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:53638