设计开发
基于FPGA技术的EDA实验组织设计
方琼
(杭州科技职业技术学院浙江杭州310012)
摘要：作者针对日前自己所在高投EDA课程实验设计中存在的同题，提出了新的实验模式一实验专题研究“流水线技水的RISC_CPU设计与实境"。该RISC_CPU采用哈帮结构，具有15条指令，可以实境多种运算，具有中斯、子程序调用、流水线等功能。该CPU系统使用伤真工具Mmdesim进行前、后仿真，ISE综含、布局布线，并在Spartan2的FPGA上经过验证。
关键调：FPGA流水线ISE仿真
中图分类号：G672.0 1、引言
文献标识码：A
文章编号：1007-9416(2012)05-0144-03
利用EDA技术进行电子系统设计的主要目标是完成专用集成
随着电子工业的发展、大规模超大规模集成电路的出现，电路设计变得越来越复杂，对电路的可靠性和设计周期的要求也越来越高。现代电子系统的设计思路和方法发生着深刻的变化，人工设计分析电路系统的途径已无法适应现代电子发展的需要。而EDA(ElectronicDesignAutomation电子设计自动化)技术给今天的电子设计提供了强有力的工具，它是现代电子的核心技术。
PRAM
clk re
reaxly int
E sbus oorta inst
zero Int_en
aluasely
ALU MUXA
ahua
INST inst
MACHINE
psqnpe
ALU
inst
电路的设计，现场可编程逻辑阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)是实现这一途径的主流器件。FPGA内部具有丰高的可编程资源，门数已达到千万标记，速度可达400MHZ，FPGA解决了电子系统小型、低功耗、高可靠性等问题。目前，随着超大规模现场可编程器件的发展，系统设计进人“片上可编程系统"(SOPC)，芯片朝着高密度、低压、低功耗方向挺进。特别引人注目的FPGA动态可重
构技术将推动数字系统设计观念的巨大转变，
FPGA技术的迅速发展，EDA技术独特的设计方法，使我国高校电子技术的教学面临着严峻挑战。我们的电子技术课程实验现状是：实验内容分散、实验过程
PC
Load_pc
stpp
0 bus
MUXB
alub
dbus
ALU
INT
本
ine
cout cin
ac
Acc
图1CPU顶层结构图
zero
psh
inst wT_reg
wr
int_run
regs(R0R23)
(acc) porta portb(psw) portc portd porte(control)
独立，实验项目多以验证型实验为主，学生的设计难以突破实验箱的限制。对于传统的数字电路的课程设计往往还是局限于借助电路板采用中小规模逻辑器件来实现较复杂的电路或系统，使得系统很不稳定，一且出现问题，检查相当麻烦。可见，原来的实验设备已远远落后于技术的发展，原来的实验模式也不能适应高职课程设计要求，这就追切要求我们进行实验教学改革。本文一改传统的广播操式实验模式取而代之的是让学生从头到尾做一个实验研究专题。为了让学生对系统设计有全局的认识，为了在专题操作过程中可以将相关学科的内容链接起来，特选定“流水线技术的RISC_CPU的设计与实
现"作为实验专题。 2、RISC_CPU设计
首先引导学生对该实验专题进行分析，确定CPU采用自顶向下的方法进行设计。为了能够体现RISC_CPU主要