XDU软工院FPGA大作业选题.doc

简介：
本文档为XDU软件工程学院学生关于FPGA课程的大作业选题指南，涵盖多个技术领域和应用场景，旨在提升学生的硬件设计与开发能力。 本次大作业是关于基于FPGA的数字系统设计，主要内容包括PARWAN处理器架构与特点、CONTROL-SECTION状态机的设计及其VHDL仿真结果。 一、PARWAN处理器的结构及特性 PARWAN是一种专为数字系统设计的微处理器。其主要组成部分有运算单元、控制单元和寻址单元。其中，运算单元负责数据处理；控制单元则管理整个系统的操作流程；而寻址单元从缓存中提取所需的数据。 在该架构下，程序计数器（PC）用于保存当前指令地址信息，内存地址寄存器（MAR）记录了待执行指令的存储位置。算术逻辑单元（ALU）负责完成具体运算任务，并将结果送入相应的寄存器内；状态寄存器（SR）则储存着有关该操作的状态详情，而指令寄存器（IR）中保存的是当前要运行的具体命令。 控制器在整个系统运作过程中起到核心作用，它根据具体情况决定下一步的操作流程方向。 二、CONTROL-SECTION状态机的VHDL设计及仿真结果 对于PARWAN处理器而言，其控制部分由一个有限状态机构成。此机器通过多个不同阶段来完成整个处理过程中的各项任务。例如，在地址读取环节中需要设定MAR以定位数据；而在执行计算时则需调控ALU进行相应的数学运算。 利用VHDL语言能够实现该CONTROL-SECTION状态机的设计工作，首先创建一个新的项目，并选定合适的硬件平台（在此例里选择了Spartan3E XC3S500E芯片）。接着编写描述控制逻辑的代码文件。最后借助仿真工具验证设计的有效性及准确性，在模拟测试中可以观察到各阶段的状态转换以及具体执行的操作情况。 三、实验流程 整个大作业包括了项目创建，VHDL编程和结果分析等环节。首先建立一个新的工程，并选择相应的芯片型号；其次完成CONTROL-SECTION状态机的VHDL编码工作；最后通过仿真工具来检查设计是否符合预期要求。最终得出结论：该状态机能正常运行并准确地指导PARWAN处理器的操作流程。 四、总结 此次作业不仅考察了我们对FPGA技术的应用能力，还帮助加深理解PARWAN处理器架构及其特性，并且进一步巩固了对我们所学知识的理解与掌握程度。