Tez Arşivi

Hakkımızda

Tez aramanızı kolaylaştıracak arama motoru. Yazar, danışman, başlık ve özete göre tezleri arayabilirsiniz.


Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü

Implementation of a risc microcontroller using FPGA

FPGA kullanarak risc mikrodenetleyici gerçekleştirmesi

Teze Git (tez.yok.gov.tr)

Bu tezin tam metni bu sitede bulunmamaktadır. Teze erişmek için tıklayın. Eğer tez bulunamazsa, YÖK Tez Merkezi tarama bölümünde 166917 tez numarasıyla arayabilirsiniz.

Özet:

ABSTRACT IMPLEMENTATION OF A RISC MICROCONTROLLER USING FPGA GÜMÜŞ, Raşit MSc, Department of Electrical and Electronics Engineering Supervisor: Prof. Dr. HASAN GÜRAN June 2005, 88 pages In this thesis a microcontroller core is developed in an FPGA. Its instruction set is compatible with the microcontroller PIC16XX series by Microchip Technology. The microcontroller employs a RISC architecture with separate busses for instructions and data. Our goal in this research is to implement and evaluate the design in the FPGA. Increasing performance and gate capacity of recent FPGA devices permits complex logic systems to be implemented on a single programmable device. Such a growing complexity demands design approaches, which can lead to designs containing millions of logic gates, memories, high speed interfaces, and other high-performance components. In recent years, the continuous development in the area of highly integrated circuits has lead to a change in the design methods used, making it possible to economically utilize FPGAs in many designs. A test demo board from the Digilent Inc is used to fit our testing requirements of the RISC microcontroller. The test demo board also had the capability of communicating with a personal computer (PC) so that we can load the program from PC. Based on the modern design methods the microcontroller core is developed using the Verilog hardware description language. Xilinx ISE IVFoundation 6.3i software is used for its synthesis and implementation. An embedded test program code using MPLAB is also developed, and then loaded into the designed microcontroller residing in the FPGA. In order to perform a functional test of the microcontroller core a special test program downloader application is designed by using Borland C++ Builder. First, the specification from the PIC16XX datasheet is transferred into an abstract behavioral description. Based on that, the next step is to develop a description of the microcontroller core with some minor modifications which can be synthesizable into a FPGA. Finally, the resulting gate level netlist is evaluated and tested using a demo board. Keywords: RISC, CISC, Microcontroller, PIC, Field Programmable Gate Arrays, Xilinx, Verilog

Summary:

oz FPGA KULLANARAK RISC MTKRODENETLEYİCİ GERÇEKLEŞTİRMESİ GÜMÜŞ, RAŞİT Yüksek Lisans, Elektrik ve Elektronik Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. Hasan GÜRAN Haziran 2005, 88 sayfa Bu tezde bir mikrodenetleyici çekirdeği geliştirilmiş ve gerçekleştirilmiştir. Mikrodenetleyicinin komut kümesi, Microchip firmasının PIC16 serisi mikrodenetleyicileri ile uyumludur. Bu mikrodenetleyicide RISC mimarisi kullanılmış olup, veri yolu ve komut kütüphanesi veri yolu ayrıdır. Bu araştırmadaki amacımız, mikrodenetleyicinin FPGA üzerinde tasarlanması ve gerçekleştirilmesidir. Günümüzdeki FPGA'lerin hem performans hemde lojik kapı kapasitesinin gelişmiş olması, karmaşık sistemlerin tek bir programlanabilir enntegrelerde gerçekleştirilmelerine imkan vermiştir. Bu gittikçe artan karmaşık sistemler, tasarımların milyonlarca lojik kapı, hafıza, yüksek hızlı arayüz ve diğer yüksek performanslı bileşenler içeren bir tasarım yaklaşımı istemektedir. Son yıllardaki yonga teknolojisindeki sürekli gelişmeler, tasarım metodlannm değişmesine sebeb olmuştur, bu da FPGA'lerin ekonomik olarak birçok tasarımda kullanılmalarına olanak sağlamıştır. Tasarladığımız mikrodenetleyicinin test ihtiyaçları için Digilent firmasının bir demo kartı kullanılacaktır. Bu demo kartı bilgisayar ile haberleşebilme özelliğine sahip olduğundan, tasarladığımız gömülü yazılımı FPGA üzerine vıyükleyebilmemize olanak sağlamaktadır. Mikrodenetleyici çekirdeği günümüz modern tasarım metodlarını baz alarak, Verilog donanım tanımlama dilini kullanarak geliştirilmiştir. Xilinx firmasının İSE Foundation 6.3i yazılımı sentezleme ve gerçekleştirme işlemlerinde kullanılmıştır. Ayrıca bir gömülü test yazılımı MPLAB kullanarak yazılıp, FPGA'e yüklenmiştir. Mikrodenetleyici çekirdeğinin, fonksiyonel testlerinin yapılabilmesi için, PC'den FPGA'e gömülü yazılım yüklemek için, Borland C++ Builder kullanarak, bir program yükleme yazılımı da geliştirilmiştir. İlk once PIC16XX veri sayfalarından tasarım belirtimleri, donanım hareket betimlerine dönüştürülmüştür. Bundan sonraki adım, FPGA üzerine çok az bir değişiklikle sentezlenebilir bir mikrodenetleyici çekirdeğinin geliştirilmesi olmuştur. Son olarak kapı seviyesinde oluşturulan bağlantı listesi, demo kartı kullanılarak test edilmiştir. Anahtar Kelimeler : RISC, CISC, Mikrodenetleyici, PIC, Saha Programlanabilir Kapı Dizisi, Xilinx, Verilog vu