Geri Dön

Implementation of a risc microcontroller using FPGA

FPGA kullanarak risc mikrodenetleyici gerçekleştirmesi

  1. Tez No: 166917
  2. Yazar: RAŞİT GÜMÜŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HASAN GÜRAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: RISC, CISC, Microcontroller, PIC, Field Programmable Gate Arrays, Xilinx, Verilog
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 110

Özet

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

Özet (Çeviri)

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.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    421294

    Açık kaynak kodlu OpenRISC tabanlı kırmık üstü sistemlerin gerçeklenmesi ve uygulamaları

    Implementation and applications of open source OpenRISC based SOC's

    LATİF AKÇAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN

  2. Tez No

    840096

    An improved device identifier composition engine architecture to enhance internet of things security

    Nesnelerin interneti güvenliğini artırmak için geliştirilmiş bir cihaz tanımlayıcı bileşim motoru mimarisi

    YUSUF YAMAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHacettepe Üniversitesi

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MURAT AYDOS

  3. Tez No

    199199

    Systemc implementation of a risc-based microcontroller architecture

    Risk tabanlı microdenetleyici yapısının systemc ile gerçeklenmesi

    SALİH ZENGİN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT AŞKAR

  4. Tez No

    90917

    PIC mikrodenetleyici tabanlı deney modülleri tasarımı ve yapımı

    Desing and implementation of PIC microcontroller based experiment modules

    HAYRETTİN GÖKOZAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Elektronik ve Bilgisayar Sistemleri Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HÜSEYİN EKİZ

  5. Tez No

    683623

    An FPGA implementation of a RISC-V based SOC system with custom instruction set for image processing applications

    Görüntü işleme uygulamaları için özel komut setine sahip RISC-V tabanlı bir SOC sısteminin FPGA gerçeklemesi

    ERFAN GHOLIZADEHAZARI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SIDDIKA BERNA ÖRS YALÇIN

Geri Dön