基于FPGA的8位CISC微处理器设计与实现

本文主要探讨了8位复杂指令集计算机(CISC)微处理器的设计与实现，着重于一种结合现场可编程门阵列(FPGA)技术的创新设计方法。该研究由田红丽、闫会强、耿恒山和刘肃四位作者完成，他们来自河北工业大学，位于中国天津。他们的工作基于顶层-down和模块化设计策略，利用FPGA硬件平台以及硬件描述语言VHDL进行设计。 在文章中，设计团队首先构建了一个8位微控制器，其指令集被划分为四个核心类别：数据传输、算术和逻辑运算、进程控制以及输入和输出操作。这种分类旨在优化处理效率并确保灵活性，使得微处理器能够在100MHz的频率范围内正确执行指令。 FPGA作为关键组件，提供了高度定制化的硬件环境，允许设计者灵活地集成各种功能块，而VHDL则作为一种硬件描述语言，用于详细描述微处理器的逻辑结构，确保了设计的准确性和可移植性。通过QUARTUS II工具，作者们完成了微控制器的仿真和测试，验证了其性能和功能的有效性。 文章的摘要总结道，这种8位CISC微处理器的设计实现了高效和灵活的数据处理能力，对于嵌入式系统和实时应用具有重要意义。关键词包括：FPGA（现场可编程门阵列）、CISC（复杂指令集计算机）、Very High Speed Integrated Circuit Hardware Description Language (VHDL，高速集成电路硬件描述语言）以及仿真技术。这篇研究为微处理器设计领域的专业人士提供了有价值的实践经验和理论参考，展示了现代微处理器设计如何利用最新的硬件技术来提升性能和效率。