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研究生： 蘇暉晴
論文名稱： 用FPGA晶片作32位元類似ARM之微控制器設計
The Design and FPGA Implementation of 32-bit ARM-like Microcontroller
指導教授： 張正吉
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工業教育學系
Department of Industrial Education
論文出版年： 2003
畢業學年度： 92
語文別： 中文
論文頁數： 75
論文種類： 學術論文
相關次數： 點閱：307  下載：20 
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    • 本論文主旨在於設計一個與ARM 功能類似之32位元微處理器，燒錄於Xilinx晶片上，觀測執行程式時微處理器內部之變化。首先，參考ARM微處理器的指令碼，瞭解ARM微處理器的特性，設計出初步的系統架構，系統完成後再加入其他指令，讓系統由簡入繁，逐步實作完成。之後，利用完成的指令撰寫應用程式，並於實驗平台上觀測程式執行結果。
    本論文側重於整合設計、模擬，並製作低成本之硬體平台驗證。此實驗平台亦可供日後發展各種大型電路設計實作之用。

    This study focuses on the design of 32-bit CPU that will execute the most often used instructions the ARM CPU. By downloading the program into chip, we can observe the inner change of ARM from the LED and 7-Segment display in instruction execution. At first, we design the initial framework of the CPU by choosing some most useful instructions and then increase the complexity by incorporated some other instructions gradually. Then, we write the application program and observe the result of executing program in the platform circuit.
    The study puts the emphasis on integrating the circuit design and the function simulation into a low-cost self-made platform board. The platform board can also be used in developing many kinds of large circuit in future.

    摘要------------------------------------------------------------------------------------------- I 目錄------------------------------------------------------------------------------------------- ΙΙ 圖目錄---------------------------------------------------------------------------------------- ΙΙΙ 表目錄---------------------------------------------------------------------------------------- V 第一章 緒論------------------------------------------------------------------------------- 1 第一節 研究背景與動機------------------------------------------------------ 1 第二節 研究目的----------------------------------------------------------------- 3 第三節 研究方法----------------------------------------------------------------- 4 第四節 研究限制----------------------------------------------------------------- 5 第二章 文獻探討------------------------------------------------------------------------ 6 第一節 實驗平台探討---------------------------------------------------------- 6 第二節 ARM之相關研究----------------------------------------------------- 7 第三節 ARM相關知識-------------------------------------------------------- 9 第三章 IEARM之設計--------------------------------------------------------------- 15 第一節 IEARM組織------------------------------------------------------------ 15 第二節 Data Processing指令及Multiply指令電路設計----------- 17 第三節 Branch(B/BL)電路設計--------------------------------------------- 30 第四節 Single Data Transfer (LDR)與Memory and Register Swap (SWP)指令電路設計--------------------------------------- 32 第五節 Block data transfer (LDM、STM)指令------------------------ 35 第四章 實驗平台與系統測試------------------------------------------------------ 39 第一節 IEARM指令測試----------------------------------------------------- 39 第二節 實驗平台架構---------------------------------------------------------- 61 第三節 糸統測試----------------------------------------------------------------- 63 第五章 結論------------------------------------------------------------------------------- 68 參考文獻------------------------------------------------------------------------------------ 69 附錄------------------------------------------------------------------------------------------- 72

    1. 蔡雅雅(民90)。32-bit RISC CPU實驗平台設計。中正大學電機工程研究所碩士論文，國家圖書館系統編號，89CCU00442088。
    2. 陳柏軒(民90)。RISC 為處理器除錯單位監視器。中正大學電機工程研究所碩士論文，國家圖書館系統編號，89CCU00442029。
    3. 郭武安(民90)。高階32位元微處理器及其在藍芽基頻設計之應用。中正大學電機工程研究所碩士論文，國家圖書館系統編號，89CCU00442075。
    4. 方耀宏(民90) 。將SIMD技術精簡化以結合至ARM RISC處理器核心。逢甲大學電機工程研究所，國家圖書館系統編號，90FCU05442016。
    5. 楊智仁(民90)。以軟/硬體共同設計方式在SOC發展平台上實現JPEG多媒體系統。成功大學電機工程研究所，國家圖書館系統編號，90NCKU5442065。
    6. 黃彥瓏(民90)。精簡指令集處理器之軟體設計。中正大學電機工程研究所碩士論文，國家圖書館系統編號，89CCU00442038。
    7. 陳建中(民89)。8-bit RISC 微控制器設計系統之雛形製作。中正大學電機工程研究所碩士論文，國家圖書館系統編號，89CCU00442034。
    8. 曾裕淵(民89)。以ARM 為基礎架構之可測試核心電路設計。成功大學電機工程研究所。國家圖書館系統編號，89NCKU0442166。
    9. 吳曉龍(民89)。開發一個ARM7TDMI微處理器之編譯器。元智大學資訊工程研究所。國家圖書館系統編號，89YZU00392053。
    10. 吳志恆(民89)。高階精簡指令集微處理器核心之設計與驗證。中興大學資訊科學研究所碩士論文，國家圖書館系統編號，88NCHU0394008。
    11. 賴奇劭(民89)。 ARM7微處理器之衍生架構[]。中山大學資訊工程研究所，國家圖書館系統編號，89NSYS5392033。
    12. 曾健忠(民89)。微處理器架構之電腦輔助設計[]。中正大學電機工程研究所，國家圖書館系統編號，88CCU00442052。
    13. 林琦斌(民87)。設計及實現一顆與ARM7TDMI相容的微處理機。元智大學電機與資訊工程研究所碩士論文，國家圖書館系統編號，87YZU0392047。
    14. 江在民(民87)。一顆與ARM7TDMI相容微處理器之功能驗證。元智大學電機與資訊工程研究所碩士論文，國家圖書館系統編號，87YZU0392048。
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