帶中斷系統(tǒng)的五級流水線CPU設計.pdf

1、中央處理器廣義上指一系列可以執(zhí)行復雜的計算機程序的邏輯機器。這個空泛的定義很容易地將在“CPU”這個名稱被普遍使用，之前的早期計算機也包括在內(nèi)。
　　無論如何，至少從20世紀60年代早期開始(Weik1961)，這個名稱及其縮寫已開始在電子計算機產(chǎn)業(yè)中得到廣泛應用。盡管與早期相比，“中央處理器”在物理形態(tài)、設計制造和具體任務的執(zhí)行上有了戲劇性的發(fā)展，但是其基本的操作原理一直沒有改變。
　　早期的中央處理器通常是為大型及特定應

2、用的計算機而定制。但是，這種昂貴的為特定應用定制CPU的方法很大程度上已經(jīng)讓位于開發(fā)便宜、標準化、適用于一個或多個目的的處理器類。這個標準化趨勢始于由單個晶體管組成的大型機和微機年代，隨著集成電路的出現(xiàn)而加速。IC使得更為復雜的CPU可以在很小的空間中設計和制造（在微米的量級）。CPU的標準化和小型化都使得這一類數(shù)字設備在現(xiàn)代生活中的出現(xiàn)頻率遠遠超過有限應用專用的計算機?，F(xiàn)代微處理器出現(xiàn)在包括從汽車到手機到兒童玩具在內(nèi)的各種物品中。

3、r>　　論文首先介紹了中央處理器發(fā)展的歷史，以及本文設計的研究背景，并在此基礎上著重介紹了精簡指令RISC CPU的結構以及基于RISC結構的MIPS CPU的有關背景資料，為論文后續(xù)的設計做好鋪墊。接著詳細介紹了一款基于MIPS指令集的5級流水線CPU的設計。本CPU主要包括流水線模塊，控制模塊，中斷處理模塊，以及ROM和RAM模塊。本文成功解決了流水線設計中的數(shù)據(jù)相關以及控制相關問題，并為精確中斷和異常處理設計了相應的電路。最后使用