实验_微处理器设计.doc

研究生实验指导书微处理器设计目 录实验单元一 微处理器设计试验1 实验1.1 体系结构或部件级Simplescalar模拟分析1 实验1.2 微处理器部件级功能逻辑设计验证2实验单元一 微处理器设计试验为所适应专业的研究生，在微处理器系统结构设计、体系结构评价、逻辑设计、模拟、验证、实现等方面，掌握较为系统的知识并具有基本设计能力。实验1.1 体系结构或部件级Simplescalar模拟分析一、实验目的通过实验，了解当前微处理器研究某个方面的最新进展，并用一个当前国际上较为流行的体系结构模拟工具对体系结构技术和改进进行性能模拟分析，使学生掌握国际流行的性能评价工具和模拟方法。二、实验内容依据所选择的论文内容，对所涉及的微处理器内部体系结构算法和功能描述进行详细的C语言实现，构造出功能模型集成到simplescalar模拟器，对各种体系结构参数进行模拟分析，统计性能参数。三、实验原理、方法和手段试验采用软件模拟的方法四、实验条件微机Simplescalar模拟器SPEC测试程序集相关微处理器研究文献资料等五、实验步骤1、 实验小组从老师列出的文章中选择一篇作为本实验的目标，真正读懂理解构造出文章描述的结构算法，向实验小组报告。2、 下载、安装、运行simplescalar模拟器，提供模拟运行支持，写出详细的安装流程和对环境的要求。3、 根据选择的文章写一个模型并集成到simplescalar模拟器。4、 对simplescalar模拟器进行代码分析，修改源码，统计数据，得到模拟结果。5、 编写simplescalar实验报告。6、 做出性能分析和模拟实验的Powerpiont，进行课堂报告。六、思考题采用什么样的方式可以提高所模拟分析结构和部件的性能？七、注意事项及有关说明主要在课后完成。实验1.2 微处理器部件级功能逻辑设计验证一、实验目的利用集成的集成电路开发工具环境对所模拟分析体系结构技术改进进行详细结构描述、逻辑设计、逻辑综合、并映射到FPGA实现，使学生熟练掌握从体系结构分析到最终的逻辑实现所涉及各个环节中需解决的技术问题和解决这些问题的方法。二、实验内容依据所选择的论文内容，对所涉及的微处理器内部功能模块进行详细的结构设计、逻辑设计、逻辑模拟，在一个集成的设计环境下，对所做设计进行逻辑综合，选择适当规模的FPGA，把综合的电路映射到FPGA中，进行布局布线、电路模拟、时序分析，在FPGA上实现所设计的功能模块。三、实验原理、方法和手段（对于设计性实验，根据“由学生自行设计实验方案并加以实现的实验”内涵要求，注意省略由学生自主设计的“实验方案”）四、实验条件微机基于FPGA的集成设计环境五、实验步骤1、 读懂所选论文，在适当进行增减和调整的基础上，改写为概要设计文档；2、 根据概要设计文档，进行分模块逻辑结构设计；3、 编写各模块的Verilog描述，和全部件Verilog描述；4、 在集成设计环境下对各模块和整个部件或设计进行详细的测试验证，给出相应的Testbench；5、 给出各部分模拟结果和模拟结论；6、 给出综合结果，包括使用的资源情况、时延情况等；7、 对所做设计、模拟、综合