Eğitim amaçlı temel bir mikroişlemci tasarımı ve gömülü sistem uygulaması
A basic microprocessor design and embedded system application for educational purposes
- Tez No: 689476
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL MURAT ÜNVER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 153
Özet
Baskı devre çıkarma ve lehimleme ile devre tasarlamak hem çok zor hem de maliyetlidir. Devre karmaşıklığının artması tasarım metotlarının değişimini de hızlandırmıştır. Hem tasarımcılara esneklik sağlamak, tasarımın süresini ve maliyetini düşürmek hem de tasarımın dijital ortamda uygulanabilir olması için“Donanım Tanımlama Dilleri”(Hardware Data Language-HDL) ortaya çıkmıştır. Donanım tanımlama dili kullanarak, Merkezi İşlem Birimi (Central Processing Unit-CPU) gibi karmaşık devreleri alt birimler halinde yazılımsal olarak tasarlamak ve tek bir Yonga Üzerinde Sistem (System on Chip-SoC) oluşturmak kolay hale gelmiştir. Tasarımları deneyip görmek için de Sahada Programlanabilir Kapı Dizileri (Field Programmable Gate Array-FPGA) gibi tekrar programlanabilir tümleşik devre kartları geliştirilmiştir. Tasarlanan bir mikroişlemci FPGA kartlarına yüklenebilir ve FPGA kartları üzerinde çalıştırılabilir. Mikroişlemciyi bu şekilde somutlaştırmak, eğitim ortamında mikroişlemcinin yapısının ve çalışmasının daha iyi anlaşılmasını sağlar. Bu tez çalışmasında kullanılan mikroişlemci, Karmaşık Komut Kümesi Bilgisayar (Complex Instruction Set Computer- CISC) işlemci mimarisi ve Von-Neumann bellek yapısı modelindedir. Tek Çevrim (Single Cycle), 16 bit veri yolu ve 12 bit adres yoluna sahiptir. Her bir komut 16-bit kelime uzunluğuna sahiptir. Hem lojik komutları hem de saklama ve yer değiştirme komutlarını yürütebilmektedir. Bu mikroişlemci, Morris Mano' nun 16 Bitlik mikroişlemcisi temel alınarak Quartus uygulaması üzerinde“yüksek hızlı tümleşik devre tanımlama dili”(Very High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language-VHDL) yazılım dili kullanılarak tasarlanmıştır. Tasarlanan mikroişlemci, ModelSim uygulamasında simule edilmiş ve Intel (Altera) firmasının ürettiği DE0 Nano FPGA kartı üzerinde çalıştırılmıştır. Tasarlanan sistem gerçeklenmiş ve doğrulaması yapılmıştır.
Özet (Çeviri)
It is very difficult and costly to design circuits with printed circuit boards and soldering. Increasing circuit complexity, it also accelerated the change of design methods. Hardware Data Language (HDL) has emerged to provide flexibility to designers, to reduce the time and cost of design, and to make the design applicable in the digital environment. Using hardware description language, it has become easy to design software in subunits complex circuits such as Central Processing Unit (CPU) and create a single System on Chip (SoC). In order to try and see the designs, reprogrammable integrated circuit boards such as Field Programmable Gate Array (FPGA) have been developed. A designed microprocessor can be installed on FPGA cards and run on FPGA cards. To embody the microprocessor in this way, it provides a better understanding of the structure and operation of the microprocessor in the educational environment. The microprocessor used in this thesis, is Complex Instruction Set The Computer (CISC) is in the model of the processor architecture and the Von-Neumann memory structure. It is Single Cycle, It has a 16-bit bus and a 12-bit address bus. Each instruction has a 16-bit word length. It can execute both logic commands as well as storage and relocation commands. Morris Mano's 16-bit microprocessor was designed on the Quartus application using Very High-Speed Integrated Circuit Hardware Description Language (VHDL) software language. The designed microprocessor is simulated in ModelSim application and it was run on the DE0 Nano FPGA board produced by Intel (Altera). The microprocessor is in the CISC processor architecture, the Von-Neumann memory structure model. The designed system has been implemented and verified.
Benzer Tezler
- 2-port vector network analyzer implementation using AD9361 and ZYNQ FPGA
AD9361 ve ZYNQ FPGA ile 2-port vektör ağı analizörü gerçeklemesi
MERT KÜLTE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜŞTAK ERHAN YALÇIN
- Design of a si-pin based gamma detector used for the assessment of environmental radioactivity
Çevresel radyasyon seviyesinin ölçümü için kullanılabilecek sı-pın bazlı bir gama dedektörünün tasarımı
GÖKÇEN TATAROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENAP ŞAHABETTİN ÖZBEN
- Design, modelling and control of a nano quadrotor withmicrocontroller based vision system for object tracking
Nesne takibi için bir nano dört rotorlu helikopterin tasarımı, modellenmesi ve mikrodenetleyici tabanlı görüntü sistemi ile kontrolü
MUSTAFA ENES KIRMACI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HÜLYA YALÇIN
PROF. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Mini hidroelektrik sistemler için gerilim ve frekans kontrollü asenkron generatör tasarımı
Voltage and frequency controlled induction generator design for mini hydro power projects
ÜMİT KEMALETTİN TERZİ
Doktora
Türkçe
2000
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiElektrik Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İRFAN GÜNEY
- Anestezi süresince ortalama kan basıncının bulanık mantıkla denetimi
Fuzzy logic control of mean arterial blood pressure during anaesthesia
ENGİN AVCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Anestezi ve ReanimasyonFırat ÜniversitesiElektronik-Bilgisayar Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. Z. HAKAN AKPOLAT