本文關(guān)鍵詞：基于微程序控制的浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著計算機(jī)的發(fā)展,浮點(diǎn)運(yùn)算的高精度特性使其在計算機(jī)設(shè)計與發(fā)展中扮演越來越重要的角色,浮點(diǎn)運(yùn)算由協(xié)處理器的身份到合成在處理器中其在處理器的份量逐步加重。浮點(diǎn)運(yùn)算的運(yùn)算性能和速度現(xiàn)已成為衡量CPU能力的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)。本課題是基于研究浮點(diǎn)運(yùn)算及模型機(jī)設(shè)計的方向上,實現(xiàn)并完成了微程序控制的浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)。浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的設(shè)計是在定點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的擴(kuò)展性研究設(shè)計�，F(xiàn)有的模型機(jī)提供的是定點(diǎn)運(yùn)算功能,模型機(jī)設(shè)計的基礎(chǔ)是基于馮?諾依曼結(jié)構(gòu),即其將計算機(jī)劃分為運(yùn)算器模塊、控制器模塊、存儲器模塊及其他輔助模塊進(jìn)行設(shè)計實現(xiàn)。在浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)設(shè)計過程中,首先依據(jù)浮點(diǎn)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)IEEE754設(shè)計出切合本模型機(jī)的浮點(diǎn)數(shù),并參照精簡指令集設(shè)計出浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)指令系統(tǒng),其中指令系統(tǒng)是由3條面板指令和23條功能指令構(gòu)成。整個浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的核心設(shè)計主要是浮點(diǎn)運(yùn)算器的設(shè)計,在該設(shè)計中首先進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算流程設(shè)計并根據(jù)該流程將運(yùn)算器的設(shè)計劃分為對階移位模塊、尾數(shù)運(yùn)算模塊、結(jié)果處理模塊。其中在結(jié)果處理模塊中,主要進(jìn)行的是運(yùn)算結(jié)果的規(guī)格化,同時由于階碼及尾數(shù)的相關(guān)處理會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的溢出,因此在該模塊需要設(shè)計溢出狀況的標(biāo)志位的置位。浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)是基于微程序控制的定點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)上的研究設(shè)計,在輔助模塊及指令系統(tǒng)需要相應(yīng)的改進(jìn)才能完成浮點(diǎn)運(yùn)算整機(jī)的實現(xiàn)。浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)是對定點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的功能的擴(kuò)展和改進(jìn)。與定點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)相比,在運(yùn)算器處理數(shù)據(jù)的范圍有了很大的擴(kuò)展,提高了運(yùn)算處理數(shù)據(jù)精度。同時對開拓學(xué)生自主實驗內(nèi)容,對學(xué)習(xí)浮點(diǎn)運(yùn)算具有實踐意義。
【關(guān)鍵詞】：模型機(jī) 指令系統(tǒng) RISC 微程序 浮點(diǎn)運(yùn)算
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP332.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 課題研究背景及現(xiàn)實意義10
• 1.2 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3 論文主要研究內(nèi)容11-12
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)12-14
• 第二章 浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的總體設(shè)計14-22
• 2.1 浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的總體概況14-15
• 2.1.1 浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)總體模塊設(shè)計14-15
• 2.1.2 模型機(jī)的總體邏輯布局15
• 2.2 浮點(diǎn)運(yùn)算器模塊的設(shè)計原理15-18
• 2.2.1 算術(shù)邏輯單元的工作原理15-17
• 2.2.2 浮點(diǎn)運(yùn)算的設(shè)計原理17-18
• 2.3 開發(fā)工具的介紹18-21
• 2.3.1 FPGA相關(guān)概述18-19
• 2.3.2 FPGA的設(shè)計流程19-20
• 2.3.3 開發(fā)軟件平臺的相關(guān)簡介20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)基礎(chǔ)模塊的設(shè)計與實現(xiàn)22-38
• 3.1 浮點(diǎn)運(yùn)算模塊的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計22-23
• 3.2 定點(diǎn)運(yùn)算模塊的設(shè)計與實現(xiàn)23-25
• 3.2.1 定點(diǎn)運(yùn)算器模塊的設(shè)計原理23-24
• 3.2.2 定點(diǎn)運(yùn)算器模塊的設(shè)計實現(xiàn)24-25
• 3.3 對階移位模塊的設(shè)計與實現(xiàn)25-28
• 3.3.1 對階模塊的設(shè)計與調(diào)試25-26
• 3.3.2 移位模塊的設(shè)計與調(diào)試26-28
• 3.4 加減操作模塊的設(shè)計與實現(xiàn)28-31
• 3.4.1 數(shù)碼轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計與調(diào)試28-30
• 3.4.2 溢出判斷模塊的設(shè)計與調(diào)試30-31
• 3.5 結(jié)果處理模塊的設(shè)計與實現(xiàn)31-36
• 3.5.1 左規(guī)處理模塊的設(shè)計與調(diào)試31-33
• 3.5.2 尾數(shù)舍入模塊的設(shè)計與調(diào)試33-34
• 3.5.3 右規(guī)處理模塊的設(shè)計與調(diào)試34-35
• 3.5.4 結(jié)果輸出模塊的設(shè)計與調(diào)試35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-38
• 第四章 浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)輔助模塊設(shè)計與實現(xiàn)38-50
• 4.1 指令系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)38-44
• 4.1.1 指令系統(tǒng)的設(shè)計原理38-41
• 4.1.2 指令集的設(shè)計實現(xiàn)41-43
• 4.1.3 微指令的設(shè)計實現(xiàn)43-44
• 4.2 控制器模塊的設(shè)計與實現(xiàn)44-47
• 4.2.1 微程序控制器的設(shè)計原理45
• 4.2.2 微程序控制器的設(shè)計實現(xiàn)45-47
• 4.2.3 微指令工作方式設(shè)計與實現(xiàn)47
• 4.3 存儲器模塊的設(shè)計與實現(xiàn)47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第五章 浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的整機(jī)搭建與設(shè)計50-56
• 5.1 浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)模塊搭建與調(diào)試50-54
• 5.1.1 基礎(chǔ)模塊搭建與調(diào)試50-53
• 5.1.2 輔助模塊搭建與調(diào)試53-54
• 5.2 浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)整機(jī)搭建與調(diào)試54-55
• 5.3 本章小結(jié)55-56
• 第六章 結(jié)論56-58
• 參考文獻(xiàn)58-62
• 附錄A62-63
• 附錄B63-64
• 附錄C64-65
• 附錄D65-68
• 攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)科研成果68-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 李濤;李欣光;任賽賽;;基于FPGA的模型計算機(jī)設(shè)計與實現(xiàn)[J];南開大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年04期

2 張晶;李佳妍;魏鳳歧;;教學(xué)型CPU的設(shè)計與實現(xiàn)[J];現(xiàn)代計算機(jī)(專業(yè)版);2007年10期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳芳;八位RISC-CPU設(shè)計和實現(xiàn)[D];蘇州大學(xué);2006年

  本文關(guān)鍵詞：基于微程序控制的浮點(diǎn)運(yùn)算模型機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：262937