Modelowanie mikroprogramowanych układów cyfrowych w FPGA

• Autorzy: Pawłowski M. , Skorupski A. , Gracki K.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.6.6

Warianty tytułu

EN

Microprogrammed digital systems modeled in FPGA

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artkule przedstawiono sposób realizacji układów mikroprogramowanych w strukturach FPGA. Projekt ma na celu zbudowania narzędzia do szybkiego prototypowania złożonych układów mikroprogramowanych. Zaimplementowany układ sterujący może służyć do współpracy z różnymi układami wykonawczymi. W artykule przedstawiono opisy w języku VHDL układu sterowania oraz zaproponowanego jako układ wykonawczy prostego procesora wykonującego kilka podstawowych rozkazów. Pokazano także środowisko sprzętowe i programowe potrzebne do wykorzystania prezentowanego narzędzia, które może być użyteczne do wspomagania procesu nauczania mechanizmów mikroprogramowania w układach cyfrowych.

EN

FPGAs can be applied to rapid prototyping of microprograming circuits. Each microprograming circuits contain two parts: control unit and execution unit. The target of this work is to build friendly tool to use by microprograming device designers. To implement this tool a VHDL environment was used. The some main parts of VHDL description was presented. Because various microprograming circuits used the same control part then we design fixed control unit easily applied to various execution units. But as execution unit we design the simple processor build with arithmetic-logical unit, register block with four registers and additional input register RQ. ALU is equipped only in 8 easy operations. Both modules control unit and execution unit was design using VHDL description. As an example we present VHDL descriptions of MAS unit and register unit. The first description is behavior description and the second one is structure description. The structure description contain all flip-flops because in such case the random access to contents of every registers is possible. In this article we has been show the hardware and software environment able to apply it to implement microprogramed device. This tool was successful tested during didactic process where students needs a short time to design quite complex microprograming device.

Słowa kluczowe

PL

mikroprogramowanie; układy FPGA

EN

microprogramming; FPGA circuits

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 6
• Strony: 26--29
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., il., rys.

Twórcy

autor

Pawłowski M.

• Politechnika Warszawska, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

autor

Skorupski A.

• Politechnika Warszawska, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

autor

Gracki K.

• Politechnika Warszawska, Instytut Automatyki i Informatyki Stosowanej

Bibliografia

• [1] Marek Pawłowski, Andrzej Skorupski „Projektowanie złożonych układów cyfrowych”, WKŁ, 2010.
• [2] J. Chrząszcz, K. Gracki, K. Kompa, H. Kowalski, G. Mazur, M. Pawłowski, J. Rzeszut, A. Skorupski, Z. Szymański „System modułów laboratoryjnych wspomagający modelowanie układów cyfrowych”, miesięcznik Elektronika 10/2014, strony 91–92.
• [3] Marek Pawłowski, „Mikroprogramowanie (2). Mikroprogramowane układy sterowania.”, Informatyka, 5/1987.
• [4] Yaohan Chu „Organizacja i mikroprogramowanie maszyn cyfrowych”, WNT, 1979.
• [5] Cezary Zieliński “Podstawy projektowania układów cyfrowych”, PWN, 2003.
• [6] Bruce Segee, John Field „Microprogramming and computer architecture”, J. Wiley, 1991.
• [7] Remigiusz Wiśniewski, Alexander Narkalov, Larisa Titarenko, Wolfgang A. Halang “Designe of Microprogrammed Controllers to be implemented in FPGAs”, Int. J. Appl. Math. Comput. Sci., 2011, Vol 21, No. 2, 401–412.