【摘要】： 浮點運算單元(Floating Point Unit, FPU)在高精度、高速度和高集成度信號處理硬件系統(tǒng)中具有極為重要的地位,尤其在高精度計算、3D高清圖像處理、導航系統(tǒng)等方面有著重要的作用。為使設(shè)計具有可擴展性,FPU在片上系統(tǒng)(System On Chip, SOC)中需通過浮點控制器(Floating Point unit Controller, FPC)與處理器進行連接。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,價格昂貴。 為此,本文研究了LEON處理器的設(shè)計思想及具體實現(xiàn)方法,重點研究了Integer Unit的流水線設(shè)計原理,并研究了開源FPU的實現(xiàn)方案。在此基礎(chǔ)上,本文基于FPGA設(shè)計了一種針對LEON處理器的通用FPC,并利用此FPC將開源的FPU連接到LEON處理器上,大大方便了科學研究及SOC設(shè)計。具體而言,本文采用了自頂向下的設(shè)計方法和模塊化設(shè)計思想,將FPC設(shè)計分為六個模塊,分別為fpc頂層模塊、譯碼模塊DE、訪問寄存器模塊RA、執(zhí)行模塊EX、訪存模塊ME及寫回模塊WR,并應(yīng)用VHDL語言分別進行編程實現(xiàn)。最后,本文使用傳統(tǒng)的功能驗證方法,對各個模塊進行了功能模擬驗證,Modelsim SE6.5仿真結(jié)果表明了設(shè)計的正確性。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TP332

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