超标量流水线处理器设计：CPLD实现的计算机硬件课程

"设计原理-计算机硬件课程设计——用CPLD实现" 本文主要围绕计算机硬件课程设计展开，重点是利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）实现一系列的硬件组件。设计原理涉及超标量流水线处理器的构建，该处理器通过两套独立的指令执行部件，每套部件包括取指（F）、译码（D）和执行（E）三个阶段，以提高处理效率。 在设计题目中，提到了以下几种设计任务： 1. 运算器ALU的设计：需要创建一个8位的ALU，能够执行至少8种不同的运算。可以基于74LS181的功能表使用ABEL语言进行描述，然后通过编译、仿真并下载到CPLD中实现。 2. FIFO存储器的设计：设计一个8×8的FIFO，具备满、空标志，以及清空、写入和读取信号。设计包括控制信号模块、寄存器模块和数据选择器模块，这些都需用ABEL语言完成。 3. RISC模型机、流水模型机、重叠模型机和超标量模型机的设计：这些是对处理器架构的不同优化，旨在提高指令执行速度和系统性能，可能涉及更多的指令集优化和流水线技术。 在相关知识介绍部分，提到了： 1. ABEL语言简介：ABEL是一种用于描述数字逻辑系统的硬件描述语言，常用于CPLD和FPGA的设计。 2. ispEXPERT软件使用提示：这是一个常用的CPLD/FPGA开发工具，用于设计、仿真和编程CPLD。 3. CPLD1032和1048说明：这两种型号的CPLD是实际设计中使用的器件，它们具有丰富的逻辑单元，可以配置成各种逻辑功能。 设计报告应包含以下内容： 1. 设计目的：明确设计的目标和意义。 2. 设计内容与要求：详细列出设计的具体任务和标准。 3. 设计原理：解释所用的技术和工作原理，如超标量流水线和CPLD的工作机制。 4. 设计结果及分析：展示实现的结果，并进行性能评估和问题分析。 5. 对设计题目的评价：对整个设计过程和结果的总结和反思。 在注意事项中，强调了实验规则、个人项目管理、成绩构成以及报告格式规范。设计过程中，学生应遵守实验室规定，按时上机调试，保持良好的考勤记录，并重视设计报告的质量，因为这些都会影响最终的成绩。