عنوان

طراحی و پیاده سازی بلوک های کنترلی هسته یک پردازنده هشت بیتی پایه RISC در پروسه0.18µm CMOS

Number

پ۲۶۵۸۶

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

طراحی و پیاده سازی بلوک های کنترلی هسته یک پردازنده هشت بیتی پایه RISC در پروسه0.18µm CMOS

First Statement of Responsibility

سحر برزگر جبه دار

Name of Publisher, Distributor, etc.

مهندسی برق و کامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

۹۴

Specific Material Designation and Extent of Item

۸۶ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی برق- الکترونیک

Date of degree

۱۳۹۴/۱۱/۱۹

Text of Note

میکروکنترلرهای هشت بیتی طراحی شده به صورت چیپ یا هسته-های جاسازی شده، هرچه بیش¬تر در محصولات قابل حمل موردنیاز هستند. امروزه بازار محصولات الکترونیکی تحت سلطه معماری¬های مرسوم، هم¬چون 68HCxx، PIC16/17 و 8051/8031 می¬باشد. در این پایان¬نامه سعی بر طراحی مجموعه¬ دستورالعمل¬ها، معماری و واحدکنترل یک ریزپردازنده هشت بیتی پایه RISC و توصیف ساختار داخلی آن با زبان توصیف سخت¬افزار Verilog شده است. برای اجرای پروژه از روش طراحی بالا به پایین استفاده شده است. پس از طراحی سیستمی ریزپردازنده، ریزپردازنده در تکنولوژی CMOS 0.18µm سنتز شده است و Layout برای سیستم مورد نظر تولید شده است. نتایج ارائه شده شامل شبیه¬سازی ریزپردازنده طراحی شده، نتایج سنتز این ریز پردازنده و ارائه مشخصات layout است. طراحی ریزپردازنده بر مبنای میکروکنترلرهای خانواده PIC16 تولید شرکت میکروچیپ است. معماری کلی نیز بر اساس معماری میکروکنترلر PIC16F84 می¬باشد. ابتدا به طراحی و شبیه¬سازی هسته یک ریزپردازنده مطابق میکروکنترلر PIC16F84 پرداخته شده است. سپس به منظور افزایش توان محاسباتی ریزپردازنده، یک بلوک ضرب¬کننده به بلوک محاسباتی و منطقی آن اضافه شده است. هدف اصلی افزایش سرعت هسته ریزپردازنده در مقایسه با میکروکنترلر هم تراز شرکت میکروچیپ، می¬باشد. عوامل ¬اساسی موثر در سرعت هسته پردازنده ساختار خط لوله و ساختار سیکل دستورالعمل می¬باشد. در مرحله دوم، ساختار خط لوله در این ریزپردازنده تغییر یافته است به گونه¬ای که سرعت اجرای دستورات در ریزپردازنده طراحی شده در فرکانس یکسان، در دستورات عادی چهار برابر سریع¬تر از میکروکنترلر PIC16F84 می¬باشد.

Text of Note

8 bit microcontrollers implemented as standard chips or embedded cores are more and more required for portable products. The market is dominated today by conventional architectures such as 68HCxx, PIC16/17 and 8051/8031.Design of instruction sets, architecture and control unit of an 8bit RISC based microprocessor is the scope of this project. Also the internal structure of the microprocessor described by Verilog hardware description language. It is synthesized at CMOS 0.18µm technology and its layout is designed. Simulation and synthesize results and layout characteristics are presented as the results of the work. The microprocessor implemented as ASIC. It also tested on a FPGA board for the purpose of verification. Design of the microperocessor is based on Microchip PIC16 microcontroller family. General architecture of the microcontroller is also based on the Microchip PIC16F84 family. At first design and implementation of a PIC16F84 compatibale microprocessor is done. Then to enhance the computational throughput a multiplier is included in the arithmetic and logic unit of the microperocessor. The main design goal is to enhance its performance comparing with the Microchip archetype clocked at the same frequency. Important factors which have a direct influence on microcontroller performance are the structure of the pipeline and instruction cycle. In order to maximize performance of the core, different pipeline structure has been considered as a result, it is four times faster for regular instructions than its Michrochip archetype clocked at the same frequency.

Variant Title

Design and implementation of an 8bit RISC-based core control blocks in CMOS 0.18µm technology

Entry Element

برزگر جبه دار،

Part of Name Other than Entry Element

‏سحر

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

صبحی،

Entry Element

دایی کوزه کنانی،

Entry Element

معلمی خیاوی،

Part of Name Other than Entry Element

جعفر

Part of Name Other than Entry Element

‏‏ضیاءالدین

Part of Name Other than Entry Element

عبدالحمید

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

تبریز