Ο σκοπός της παρούσας Διπλωματικής Εργασίας είναι η μελέτη και η υλοποίηση ενός 8085 προσομοιωτή σε FPGAs με τη χρήση VHDL.
H υλοποίηση έγινε με την βοήθεια του περιβάλλοντος εξομοίωσης του Quartus v7.2 της ALTERA, με την χρήση της γλώσσας VHDL [8],[10].Η εργασία αυτή χωρίζεται σε 12 κεφάλαια:
Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στο μικροεπεξεργαστή και στα τεχνικά του γνωρίσματα [1], [2], [4].
Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια εκτενής αναφορά στη γλώσσα VHDL [3], [10].
Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η αναπτυξιακή πλατφόρμα DE2 της εταιρίας ALTERA. Παρουσιάζονται αναλυτικά οι δυνατότητες και τα σχεδιαστικά χαρακτηριστικά της αναπτυξιακής κάρτας DE2 της ALTERA καθώς και τεχνική απεικόνισης video με τη χρήση FPGA [3], [9], [14].
Στο τέταρτο κεφάλαιο αναλύεται η λειτουργία του πρώτου μεγάλου τμήματος του μικροεπεξεργαστή, της ALU. Παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική υλοποίησης του κυκλώματος, η λειτουργία κάθε επιμέρους τμήματος καθώς και ο αναλυτικός κώδικας εξομοίωσης του. Η πιστοποίηση της ορθής λειτουργίας του κυκλώματος γίνεται με την βοήθεια του waveform editor του προγράμματος [5], [6], [12], [13].
Στο πέμπτο κεφάλαιο αναλύεται η λειτουργία του register file. Πρόκειται για το τμήμα των καταχωρητών, το οποίο είναι υπεύθυνο για την μεταφορά δεδομένων και την λειτουργία των διαύλων διευθύνσεων. Παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική υλοποίησης του κυκλώματος, η λειτουργία κάθε επιμέρους τμήματος καθώς και ο αναλυτικός κώδικας εξομοίωσης του. Η πιστοποίηση της ορθής λειτουργίας του κυκλώματος γίνεται με την βοήθεια του waveform editor του προγράμματος [5], [7], [11], [13], [14].
Στο έκτο κεφάλαιο αναλύεται η λειτουργία του τμήματος ελέγχου διακοπών. Πρόκειται για το τμήμα το οποίο εξυπηρετεί οποιαδήποτε αίτηση για διακοπή και το οποίο έχει οριστεί να είναι υπεύθυνο και για την σειριακή επικοινωνία. Παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική υλοποίησης του κυκλώματος, η λειτουργία κάθε επιμέρους τμήματος καθώς και ο αναλυτικός κώδικας εξομοίωσης του. Η πιστοποίηση της ορθής λειτουργίας του κυκλώματος γίνεται με την βοήθεια του waveform editor του προγράμματος [1], [12], [13].
Στο έβδομο κεφάλαιο γίνεται μια πρώτη απόπειρα σύνδεσης των τριών πρώτων μεγάλων τμημάτων του μικροεπεξεργαστή [12], [13].
Στο όγδοο κεφάλαιο αναλύεται η λειτουργία της control unit ως μονάδα ελέγχου και διαχείρισης των σημάτων ελέγχου του όλου κυκλώματος του μικροεπεξεργαστή. Παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική υλοποίησης του κυκλώματος, η λειτουργία κάθε επιμέρους τμήματος καθώς και ο αναλυτικός κώδικας εξομοίωσης του. Η πιστοποίηση της ορθής λειτουργίας του κυκλώματος γίνεται με την βοήθεια του waveform editor του προγράμματος [5], [7], [12], [13].
Στο ένατο κεφάλαιο παρουσιάζεται το κύκλωμα του μικροεπεξεργαστή μέσα από την σύνδεση των επιμέρους τμημάτων του. Παρουσιάζεται η αρχιτεκτονική υλοποίησης του και ο αναλυτικός κώδικας εξομοίωσης του. Η πιστοποίηση της ορθής λειτουργίας του κυκλώματος γίνεται με την βοήθεια του waveform editor του προγράμματος [7], [12], [13].
Στο δέκατο κεφάλαιο παρουσιάζεται ο μικροπρογραμματισμός της microprogram ROM της control unit. Αναλύεται διεξοδικά η λειτουργία των σημάτων ελέγχου των τμημάτων του μικροεπεξεργαστή για την εκτέλεση κάθε μιας εντολής του 8085 [7], [12], [13].
Στο ενδέκατο κεφάλαιο γίνεται εξομοίωση ορισμένων προγραμμάτων για τον έλεγχο της ορθής λειτουργίας των εντολών και των σημάτων ελέγχου και εξόδου του μικροεπεξεργαστή 8085 [1], [12], [13].
Στο δωδέκατο κεφάλαιο παρουσιάζεται η υλοποίηση του μικροεπεξεργαστή στην αναπτυξιακή πλατφόρμα DE2 της εταιρείας ALTERA [3], [14].
Τελειώνοντας θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα της προσπάθειας αυτής Αναπληρωτή Καθηγητή κ. Ευάγγελο Ζυγούρη, η καθοδήγηση του οποίου υπήρξε καθοριστική. / The purpose of this thesis is the design of an 8085 emulator in FPGAs using VHDL. The implementation was done with the simulation environment of ALTERA Quartus v7.2, using VHDL. The project is divided into 12 chapters: The first chapter refers to the 8085 microprocessor and it’s technical features [1], [2], [4].
The second chapter is a detailed presentation of the VHDL language [3], [10]. The third chapter presents DE2 development board of Altera. Capabilities and design features of DE2 board are presented and vga video display generation using FPGAs is explained [3], [9], [14]. The fourth chapter analyzes the operation of the first large section of the microprocessor, ALU. The architecture of the circuit, the function and the detailed code is presented. The verification of the circuit is done by using the Quartus waveform editor program [5], [6], [12], [13]. The fifth chapter presents the operation of the register file. Register File is responsible for data transfer and operation of the address bus. The architecture of the circuit, the function and the detailed code is presented. The verification of the circuit is done by using the Quartus waveform editor program [5], [7], [11], [13], [14]. The sixth chapter presents microprocessor 's interrupts. The architecture of the circuit, the function and the detailed code is presented. The verification of the circuit is done by using the Quartus waveform editor program [1], [12], [13]. The seventh chapter is a first attempt to link the first three major sections of the microprocessor [12], [13]. The eighth chapter presents the operation of the control unit. The architecture of the circuit, the function and the detailed code is presented. The verification of the circuit is done by using the Quartus waveform editor program [5], [7], [12], [13]. The ninth chapter presents the circuit of the microprocessor through the connection of all individual parts. The architecture of the circuit, the function and the detailed code is presented. The verification of the circuit is done by using the Quartus waveform editor program [7], [12], [13]. The tenth chapter presents the microprogramming of microprogram ROM of the control unit. It analyzes in detail the operation of the control signals of the parts of the microprocessor to perform each of 8085 command [7], [12], [13]. The eleventh chapter presents the simulation of microprocessor through assembly programs written in RAM memory of 8085 microprocessor [1], [12], [13].
The twelfth chapter presents the implementation of microprocessor in FPGAs using DE2 development board of Altera [3], [14].
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/5575 |
| Date | 15 October 2012 |
| Creators | Πρίσκας, Θεόδωρος |
| Contributors | Ζυγούρης, Ευάγγελος, Priskas, Theodoros, Ψυχαλίνος, Κωνσταντίνος, Μπακάλης, Δημήτριος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0034 seconds