基于单周期MIPS的微控制器设计与实现.doc

word文档可编辑 Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文） 课程名称： 电子设计自动化基础课程设计 设计题目：基于单周期MIPS的微控制器设计与实现 院 系： 航天学院 微电子科学与技术系 班 级： 1121202 设 计 者： 马元 学 号： 1112120229 指导教师： 付方发 设计时间： 2014年6月23日-2014年7月10日 哈尔滨工业大学 哈尔滨工业大学课程设计任务书 姓 名： 马元 院 （系）：航天学院微电子科学与技术系 专 业： 电子信息科学与技术 班 号 任务起至日期： 2014 年 6 月 23 日 至 2014 年 7 月 10 日 课程设计题目： 基于单周期MIPS的微控制器设计 已知技术参数和设计要求： load/store，算术逻辑运算，流程控制三部分是RISC处理器系统的主要组成部分，是RISC处理器的基础，本设计以MIPS处理器的指令子集为例，研究RISC的基本实现及原理。 1）单周期MIPS（load/store指令部分）设计与实现 设计要求：参考《计算机组成与设计--硬件/软件接口》、设计处理器整体结构和模块划分，实现支持load word(lw)、store word(sw)指令的MIPS单周期数据通路，并比较各种实现的效率、面积和速度。 2）单周期MIPS（算术逻辑运算指令部分）设计与实现 设计要求：参考《计算机组成与设计--硬件/软件接口》、设计处理器整体结构和模块划分，实现支持add、sub、and、or和slt指令的MIPS单周期数据通路，并比较各种实现的效率、面积和速度。 3）单周期MIPS（流程控制指令部分）设计与实现 设计要求：参考《计算机组成与设计--硬件/软件接口》、设计处理器整体结构和模块划分，实现支持branch equal(beq)、jump(j)、jump and link(jal)、jump register(jr)指令的MIPS单周期数据通路，并比较各种实现的效率、面积和速度。 4）通用异步串行收发器（UART）设计与实现 具有基本手法功能的通用异步串行收发器，并比较各种实现的效率、面积和速度。 5) 小组实现基于MIPS（子集）单周期数据通路的嵌入式控制器 设计要求：与同组同学共同完成一个具有11条指令的单周期MIPS实现，连接通用异步串行收发器作为外设，实现嵌入式控制器，并比较各种实现的效率、面积和速度。 基本要求： 1. 确定设计采用的算法； 2. 确定设计的体系结构； 3. 划分所确定的体系结构，画出模块图，确定模块间的连接关系，端口方向及宽度； 4. 确定设计的测试方案、测试点及测试向量； 5. 完成设计的RTL代码及测试代码； 6. 完成设计的验证，给出设计的性能评价（面积、速度等）； 7. 撰写课程设计报告。 工作量： 本课程设计拟按照每4人为一组分工并协作完成。每位小组成员分别选择1~4题之一，作为该组同学的课程设计题目独立完成；在完成个人题目基础上小组成员共同完成第5题。 熟悉开发环境、学习工具使用：12学时 分析题目、确定设计方案：12学时 设计、验证以及性能评估、整理数据：36学时 工作计划安排： 2014.6.23 -- 2014.6.25 学习VCS、Design Analyser使用方法，分析设计题目 2014.6.26 -- 2014.6.30 利用Verilog语言进行系统设计、验证 2014.7.1 --2014.7.4 性能评估、整理数据 2014.7.5 开始撰写课程设计报告 同组设计者及分工： 宋佳盈——JUMP_PC和INSTR_mem模块的设计与实现； 刘泽鹏——ALU和DATA_mem模块的设计与实现 花旭——control和REG_mem模块的设计与实现 马元——通用异步串行收发器（UART）设计与实现 指导教师签字___________________