复杂指令集流水线系统设计

摒弃传统流水线设计必须先将复杂指令集指令转化为精简指令集指令,然后再按照精简指令集实现流水线的方法.采用拓展的哈佛结构,设计新型指令流水线前端多指令缓冲和双指令指针,以及流水线中、后端双总线寄存器组和多端口数据存储器,优化指令流水线结构,实现高效率的复杂指令集指令流水线系统.设计从理论上解决了复杂指令集流水线实现的两个难点:寄存器和存储器读写冲突问题,以及流水线各阶段功能和任务划分.VHDL语言建模,用ModelSim和Xilinx仿真、测试,证明复杂指令集流水线系统设计可行.

CPU指令集详解

CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。从现阶段的主流体系结构讲，指令集可分为复杂指令集和精简指令集两部分，而从具体运用看。如Intel的MMX（Multi Media Extended）、SSE、SSE2（Streaming—Single instruction multiple data-Extensions2）和AMD的3DNow!

基于ARM9的无线视频监控系统设计与实现

为实现视频监控系统的便携性和可移动性,提出以ARM920T-S3C2440为中央处理器的嵌入式系统设计方案。对系统分别进行软硬件设计,硬件系统主要是设计外围硬件设备的原理图和PCB图,对制作的电路板焊接并调试,针对调试过程中出现问题给予解决;软件系统中移植Linux操作系统并加载摄像头驱动程序。分别可以在Windows和Linux两个系统中实现视频监控,实验结果表明两种方案能实时实现视频的无线监控。

基于ARM9的视频监控系统设计

提出一种基于ARM9和GPRS网络的嵌入式安防报警系统。以S3C2440处理器作为控制核心,将摄像头采集的图像数据进行压缩,利用GSM模块向用户提供短信通知和彩信确认,用户根据情况发送命令,控制云台或者报警,实现对现场的实时监控。实验结果表明,该系统图像采集稳定,监控效果良好,具有较好的应用前景。

基于JTAG的片上调试器与调试系统的设计实现

提出了一种基于JTAG协议的嵌入式CISC处理器的调试系统的设计方案。针对自主研发的教学用JU-C2型处理器设计了片上调试器和CPU内部寄存器扫描链,为构成一个完整的调试系统,还设计了USB-JTAG协议转换器和PC机控制软件。调试系统可以实现微指令级和机器指令级的单步、断点以及CPU内部寄存器值的查看和PC(程序计数器)写入,还有CPU的运行停止和复位这些常用的调试功能。分别介绍了系统的各个组成部分以及它们的原理,进行了系统测试,验证系统工作的正确性。调试系统对CPU内部数据通路侵入性较小,在教学中也有一定的实用性。

X86结构中微程序ROM的实现技术浅析

微程序控制是X86结构的一个显著特点,深入剖析了X86结构中微程序部件的结构形式,对微程序ROM的结构组织、具体电路的实现形式等问题进行了较为详尽的阐述。

一种低成本八位嵌入式MCU内核设计

本文介绍了一个低成本大的8位嵌入式微控制器内核设计,设计采用哈佛结构,双数据总线,指令系统兼容CYASM指令集。本文针对减小面积以实现低成本的目的,详细介绍了系统结构及各模块的设计思想和改进方法。

基于VHDL语言的CISC-CPU系统设计

应用XILINXISE软件开发平台,采用自顶向下的设计方法及VHDL语言描述开发设计了CISC-CPU系统.将CISC-CPU划分成九个基本功能模块,进行编译综合及仿真,给出了指令执行的仿真波形,验证了CPU指令的功能.

基于ADL的抽象级嵌入式系统设计方法研究

为提高嵌入式系统设计的效率,对一种抽象级嵌入式系统设计方法进行了初步探讨。采用该方法使用基于XML(ex-tensible markup language)的ADL(architecture description language)语言对嵌入式系统进行抽象级的模型描述,并编写与系统对应的模板文件,再利用EMF(eclipse modeling framework)提供的JET(Java emitter templates)技术自动生成该系统的硬件描述语言源代码。最后将代码经过综合和适配后下载到FPGA(field programmable gate array)芯片,实现了嵌入式系统。该方法设计效率高,具有灵活和实用的特点。为说明该方法的可行性和特点,描述了利用该方法设计一个八位CISC模型CPU的完整过程,该设计通过仿真和实验得到了验证。

8位CISC微处理器的设计与实现

介绍了一种基于FPGA芯片的8位CISC微处理器系统,该系统借助VHDL语言的自顶向下的模块化设计方法,设计了一台具有数据传送、算逻运算、程序控制和输入输出4种功能的30条指令的系统。在QUARTUSII系统上仿真成功,结果表明该微处理器系统可以运行在100MHz时钟工作频率下,能快速准确地完成各种指令组成的程序。

基于EPIC技术的VLIW并行体系结构分析

介绍了微处理器体系结构的发展和当今微处理器设计中的新理念 EPIC技术 ,并在此基础上分析了 EPIC高性能微处理器 Itanium的 VL

高性能HPOR CORDIC算法及实现

CORDIC算法在通信和图像处理等各个领域有着广泛的应用,但是浮点CORDIC由于迭代延时大且实现复杂没有得到很好的应用,本文提出了一种修正浮点CORDIC算法: 高精度顺序迭代HPOR CORDIC。该算法以接近定点的运算代价完成浮点运算迭代,运算速度和硬件实现规模与定点CORDIC相当,运算精度与浮点CORDIC相当,克服了定点CORDIC运算精度差,浮点CORDIC迭代延时大、实现复杂的问题。该算法既可用于通用微处理器的设计,也可用于高性能DSP的设计。

面向教学的16位CISC微处理器的设计

针对目前国内微处理器实验教学方面的局限性,设计了一种面向教学的16位微处理器。微处理器的运算器运用了一个加法器实现多种操作的方法,占用资源少、执行速度高。同时,采用微程序控制方法可以使处理器的运行过程更加清晰,克服了传统实验不灵活性的缺点,并为实验者留有创新空间。微处理器使用VerilogHDL语言设计实现,支持多种寻址方式,指令系统完善,可实现一般微处理器的功能操作,最后给出了微处理器运行实验结果。

基于VHDL语言的设计8位CISC微处理器实例

以8位的CISC微控制器为例,说明采用硬件描述语言(HDL)进行数字系统设计的方法.首先采用典型的模块化设计的思想把整个系统分解成数据处理通道和控制通道.数据处理通道主要负责数据处理等,包含所有内部寄存器、算术逻辑单元(ALU)、程序及堆栈指针等.控制通道主要负责系统的控制,其主要的核心部件为一个状态机.状态机根据指令的内容执行不同的控制操作,数据通道在控制通道控制下完成指令的操作内容.采用数据处理和控制独立设计的优点是可以根据他们各自的特点进行相应的设计.文中设计的微处理器可单独使用也可做嵌入式系统。

基于流水线结构的高速嵌入式MCU设计

采用同步流水线结构,设计了一种高速嵌入式51兼容MCU内核SCUT51。重点讨论了流水线技术在80C51这类CISC中的一些应用问题(如指令格式不规范、执行周期长等)及其解决办法。FPGA硬件仿真证明,SCUT51在指令执行效率上比80C51有了很大的提高。

RISC计算机的现状与发展

本文介绍RISC体系结构特征,分析RISC体系结构的不足及构成系统“瓶颈”的原因,简单探讨RISC计算机的发展前景。

一种16位专用微控器存储器接口取指逻辑的设计

为了弥合微控器和存储器的速度差,加速复杂指令集微控器取指过程,在存储器接口处设计了从PC,从而加速CPU的取指过程,并给出了从PC的电路结构.进一步详细介绍了主PC和从PC配合取指的过程,并对从PC进行了功能验证和性能分析,结果表明,采用从PC技术能有效加速CPU的取指过程.

C8051内核:计算引擎及嵌入式混合信号功能的完美结合

现代基于8051微控制器（MCU）的架构仍然没法与原有的Intel器件保持代码兼容，但为了提高性能，它们不得不长期牺牲运行循环精度。当前存在的众多架构（包括Silicon Labs的MCU版本）已经演变成具有读取／解码／执行流水线功能段的复杂指令集计算（CISC）器件。

向Intel迁移!（上）

2005年，苹果宣布其芯片向Intel迁移，在这背后夹杂着错综复杂的缘由，从Intel的诞生、精简指令集与复杂指令集之争到AIM与Wintel两大联盟之争，几十年来计算机芯片行业背后的故事由此展开……

别开生面,AWS云上计算新实例

如今,云与边端的混合架构持续向前迭代,企业将是云计算发展的中坚力量,企业应用的现代化也是未来的趋势之一,这些趋势会驱动弹性计算产品的演进和迭代。回顾2020年,许多新兴技术受到了社会的广泛关注,如5G、物联网等。作为移动互联网时代的大脑,芯片在过去的一年里成为了大众的焦点。目前主流的芯片架构主要分为CISC(复杂指令集计算机)和RISC(精简指令集计算机)两种,在互联网时代.