随着SOC技术、IP技术以及集成电路技术的发展,RISC软核处理器的研究与开发设计开始受到了人们的重视。基于FPGA的RISC软核处理器在各个行业开始得到了广泛的应用,特别是在一些基于FPGA的嵌入式系统中有着越来越广泛的应用前景。 该论文在研究了大量国内外技术文献的基础上,总结了RISC处理器发展的现状与水平。认真分析了RISC处理器的基本结构,包括总线结构,流水线处理的原理,以及流水线数据通路和流水线控制的原理;并详细分析了该设计采用的指令集——MIPS指令集的内在结构。设计出了一个32位RISC软核处理器,这个软核处理器采用五级流水线结构,能完成加法、减法、逻辑与、逻辑或、左移右移等算术逻辑操作,以及它们的组合操作。通过软件仿真和在Altera的FPGA开发板上进行验证,证明了所设计的32位RISC处理器能准确的执行所选用的MIPS指令集,运行速度能达到30MHz,功能良好。 通过对所设计对象特点及其可行性的研究,选用了Altera公司QuartusⅡ软件作为设计与仿真验证的环境。在设计方法上,该课题采用了自顶向下的设计方法。在设计过程中采用了边设计边验证这种设计与验证相结合的设计流程,大大提高了设计的可靠性。该课题在设计过程中还提出了两个有效的设计思路:第一是在32位寄存器的设计中利用FPGA的内部RAM资源来设计,减少了传输延时,提高了运行速度,并大大减少了对FPGA内部资源的占用;第二是在系统架构上采用了柔性化的设计方法,使得设计可以根据实际的需求适当的增减相应的部件,以达到需求与性能的统一。这两个方法都有效地解决了设计中出现的问题,提高了处理器的性能。
上传时间: 2013-07-21
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8051系列是至今为止最成功的单片机之一,在FPGA平台上研究带硬件浮点运算器的8051是对其在SoC及专用化的方向上的一次迈进。文章首先介绍了8051的基本架构,包括硬件模块、指令系统、内存分配以及基本外设。然后讲解了在设计8051时如何划分模块,每个模块的功能与设计,同时也介绍了如何设计流水线来加速8051的处理速度。对于浮点运算器,文章介绍了IEEE浮点数的表示方法,包括各种特殊值的表示方法以及作用。在探讨浮点运算器设计的时候首先是给出了模块的划分及其实现的功能,然后以生动的实例介绍了加减乘除四种浮点运算的算法。在介绍完8051与浮点运算器设计以后,文章介绍了如何将浮点运算器集成到8051上,包括硬件上的数据线接口和控制线接口,以及软件中如何运用硬件浮点运算器。最后文章给出了此设计在ModelSim上的仿真结果以及在CyclonelIFPGA芯片上的验证过程,可以清楚地看到,与KeilC51软件库的浮点运算相比,加法运算从186个时钟周期减少到4个时钟周期,减法运算从200个时钟周期减少到4个时钟周期,乘法运算从241个时钟周期减少到4个时钟周期,而除法则由原来的¨lO个时钟周期减少到4个时钟周期,可见硬件浮点运算器使8051在运算能力上有了质的提高。 笔者也在“Google”和“百度”搜索引擎上,以及“维普数据论文网’’上搜索过,都没有发现有类似的设计,带硬件浮点运算器的8051可谓是一次创新,希望在实际应用中能有用武之地。
上传时间: 2013-04-24
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视频序列中运动目标的检测是计算机视觉和图像编码研究领域的一个重要课题,在机器人导航、智能监视系统、交通监测、医学图像处理以及视频图像压缩和传输等领域都有广泛的应用。FPGA作为当今主流的大规模可编程专用集成电路,可以满足高速图像处理的需要。使用FPGA可以充分利用硬件上的并行性,从本质上改善图像处理的速度,使对大数据量的图像处理达到实时性。本文提出基于FPGA的运动目标检测系统,对以后算法的改进,输入输出图像大小的变化,图像采集和显示设备更换等都具有灵活性。 本文对目前运动目标检测的主要算法研究分析,根据背景减法的适用环境和特点提出改进的W4运动检测算法。该算法具备背景减法的优点,并且克服了W4运动检测算法在环境变化较快或环境变化较频繁条件下对运动目标进行检测的局限性。 本文首先在MATLAB中对改进的W4运动检测算法进行仿真,然后将算法移植到FPGA中实现。设计图像采集、图像检测和VGA显示等模块,完善运动目标检测系统。根据算法和运动目标检测系统的特点提出一种基于改进的W4算法的快速检测方法,该方法以块为单位进行运动目标检测,可以有效地提高图像处理的速度,使系统满足实时性要求。
上传时间: 2013-07-20
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不少使用CAD的朋友在找CAD填充图案,附件是小编收集的近千种cad填充图案打包,供CAD学习和使用者参考,希望对大家能有所帮助。以下是cad填充图案使用说明。 CAD填充图案使用说明: 1、将填充名改成自己比较容易识别的名称,但要注意填充文件和填充名要完全一致(不用区分大小写)。 我收集的这些填充图案有些是中文名称,很容易就知道填充图案的类型。有些是英文名,本来我想将这些英文名都改成中文名的填充。 我可以提供大家方法。先用记事本打开其中一个填充文件,如下图所示: 图中打开的填充名为b043,文件名也必须为043,否则CAD是不认的。类似上图所示的填充,如果希望CAD的填充列表中直接显示中文,方便查找,你就需要先用记事本将PAT文件打开,复制“板岩”,选中b043,粘贴将其替换成“板岩”,关闭并保存文件。选中文件后单击文件名进入重命名转台,选中前面的B043,CTRl+V粘贴,将"B043.pat"修改成"板岩.pat"。 修改的最终效果类似下图所示的“六边形蜂窝转”填充。 2、不建议将所有收集的填充都一次性复制到CAD的填充目录(patterns)下。 如果将大量填充都复制到CAD的填充目录下,在填充时效率并不高,因为要在上千种填充中找出你要使用的填充,也不是一件简单的事情。因此我建议不要做加法,而是应该做减法,将自己可能用到的填充保留,把根本不会用到的填充删除。 对于这个压缩包也是如此,当需要使用其中某种填充时,你再将填充拷过去。 3、如何在这么多填充图案中找到自己需要的填充图案。 由于有些填充图案用的是英文名,可以分别通过文件名和包含文字来搜索你要找的填充名来判断在这些填充中是否有你需要的填充。如果找到的是一个英文名称的填充文件,你可以参照第一点中的方法进行修改,方便使用。
上传时间: 2014-01-18
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《AVR单片机原理及应用》详细介绍了ATMEL公司开发的ATmega8系列高速嵌入式单片机的硬件结构、工作原理、指令系统、接口电路、C编程实例,以及一些特殊功能的应用和设计,对读者掌握和使用其他ATmega8系列的单片机具有极高的参考价值 AVR单片机原理及应用》具有较强的系统性和实用性,可作为有关工程技术人员和硬件工程师的应用手册,亦可作为高等院校自动化、计算机、仪器仪表、电子等专业的教学参考书。 目录 第1章 绪论 1.1 AVR单片机的主要特性 1.2 主流单片机系列产品比较 1.2.1 ATMEL公司的单片机 1.2.2 Mkcochip公司的单片机 1.2.3 Cygnal公司的单片机 第2章 AVR系统结构概况 2.1 AVR单片机ATmega8的总体结构 2.1.1 ATmega8特点 2.1.2 结构框图 2.1.3 ATmega8单片机封装与引脚 2.2 中央处理器 2.2.1 算术逻辑单元 2.2.2 指令执行时序 2.2.3 复位和中断处理 2.3 ATmega8存储器 2.3.1 Flash程序存储器 2.3.2 SRAM 2.3.3 E2pROM 2.3.4 I/O寄存器 2.3.5 ATmega8的锁定位、熔丝位、标识位和校正位 2.4 系统时钟及其分配 2.4.1 时钟源 2.4.2 外部晶振 2.4.3 外部低频石英晶振 2.4.4 外部:RC振荡器 2.4.5 可校准内部.RC振荡器 2.4.6 外部时钟源 2.4.7 异步定时器/计数器振荡器 2.5 系统电源管理和休眠模式 2.5.1 MCU控制寄存器 2.5.2 空闲模式 2.5.3 ADC降噪模式 2.5.4 掉电模式 2.5.5 省电模式 2.5.6 等待模式 2.5.7 最小功耗 2.6 系统复位 2.6.1 复位源 2.6.2 MCU控制状态寄存器——MCUCSR 2.6.3 内部参考电压源 2.7 I/O端口 2.7.1 通用数字I/O端口 2.7.2 数字输入使能和休眠模式 2.7.3 端口的第二功能 第3章 ATmega8指令系统 3.1 ATmega8汇编指令格式 3.1.1 汇编语言源文件 3.1.2 指令系统中使用的符号 3.1.3 ATmega8指令 3.1.4 汇编器伪指令 3.1.5 表达式 3.1.6 文件“M8def.inc” 3.2 寻址方式和寻址空间 3.3 算术和逻辑指令 3.3.1 加法指令 3.3.2 减法指令 3.3.3 取反码指令 3.3.4 取补码指令 3.3.5 比较指令 3.3.6 逻辑与指令 3.3.7 逻辑或指令 3.3.8 逻辑异或 3.3.9 乘法指令 3.4 转移指令 3.4.1 无条件转移指令 3.4.2 条件转移指令 3.4.3 子程序调用和返回指令 3.5 数据传送指令 3.5.1 直接寻址数据传送指令 3.5.2 间接寻址数据传送指令 3.5.3 从程序存储器中取数装入寄存器指令 3.5.4 写程序存储器指令 3.5.5 I/0端口数据传送 3.5.6 堆栈操作指令 3.6 位操作和位测试指令 3.6.1 带进位逻辑操作指令 3.6.2 位变量传送指令 3.6.3 位变量修改指令 3.7 MCU控制指令 3.8 指令的应用 第4章 中断系统 4.1 外部向量 4.2 外部中断 4.3 中断寄存器 第5章 自编程功能 5.1 引导加载技术 5.2 相关I/O寄存器 5.3 Flash程序存储器的自编程 5.4 Flash自编程应用 第6章 定时器/计数器 6.1 定时器/计数器预定比例分频器 6.2 8位定时器/计数器O(T/CO) 6.3 16位定时器/计数器1(T/C1) 6.3.1 T/C1的结构 6.3.2 T/C1的操作模式 6.3.3 T/121的计数时序 6.3.4 T/C1的寄存器 6.4 8位定时器/计数器2(T/C2) 6.4.1 T/C2的组成结构 6.4.2 T/C2的操作模式 6.4.3 T/C2的计数时序 6.4.4 T/02的寄存器 6.4.5 T/C2的异步操作 6.5 看门狗定时器 第7章 AVR单片机通信接口 7.1 AVR单片机串行接口 7.1.1 同步串行接口 7.1.2 通用串行接口 7.2 两线串行TWT总线接口 7.2.1 TWT模块概述 7.2.2 TWT寄存器描述 7.2.3 TWT总线的使用 7.2.4 多主机系统和仲裁 第8章 AVR单片机A/D转换及模拟比较器 8.1 A/D转换 8.1.1 A/D转换概述 8.1.2 ADC噪声抑制器 8.1.3 ADC有关的寄存器 8.2 AvR单片机模拟比较器 第9章 系统扩展技术 9.1 串行接口8位LED显示驱动器MAX7219 9.1.1 概述 9.1.2 引脚功能及内部结构 9.1.3 操作说明 9.1.4 应用 9.1.5 软件设计 9.2 AT24C系列两线串行总线E2PPOM 9.2.1 概述 9.2.2 引脚功能及内部结构 9.2.3 操作说明 9.2.4 软件设计 9.3 AT93C46——三线串行总线E2PPOM接口芯片 9.3.1 概述 9.3.2 内部结构及引脚功能 9.3.3 操作说明 9.3.4 软件设计 9.4 串行12位的ADCTL543 9.4.1 概述 9.4.2 内部结构及引脚功能 9.4.3 操作说明 9.4.4 AD620放大器介绍 9.4.5 软件设计 9.5 串行输出16位ADCMAXl95 9.5.1 概述 9.5.2 引脚功能及内部结构 9.5.3 操作说明 9.5.4 应用 9.5.5 软件设计 9.6 串行输入DACTLC5615 9.6.1 概述 9.6.2 引脚功能及内部结构 9.6.3 操作说明 9.6.4 软件设计 9.7 串行12位的DACTLC5618 9.7.1 概述 9.7.2 内部结构及引脚功能 9.7.3 操作说明 9.7.4 软件设计 9.8 串行非易失性静态RAMX24C44 9.8.1 概述 9.8.2 引脚功能及内部结构 9.8.3 操作说明 9.8.4 软件设计 9.9 数据闪速存储器AT45DB041B 9.9.1 概述 9.9.2 引脚功能及内部结构 9.9.3 操作说明 9.9.4 软件设计 9.10 GM8164串行I/0扩展芯片 9.10.1 概述 9.10.2 引脚功能说明 9.10.3 操作说明 9.10.4 软件设计 9.11 接口综合实例 附录1 ICCACR简介 附录2 ATmega8指令表 参考文献
上传时间: 2013-10-29
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单片机c语言学习和单片机制作资料: 函数的使用和熟悉 实例3:用单片机控制第一个灯亮 实例4:用单片机控制一个灯闪烁:认识单片机的工作频率 实例5:将 P1口状态分别送入P0、P2、P3口:认识I/O口的引脚功能 实例6:使用P3口流水点亮8位LED 实例7:通过对P3口地址的操作流水点亮8位LED 实例8:用不同数据类型控制灯闪烁时间 实例9:用P0口、P1 口分别显示加法和减法运算结果 实例10:用P0、P1口显示乘法运算结果 实例11:用P1、P0口显示除法运算结果 实例12:用自增运算控制P0口8位LED流水花样 实例13:用P0口显示逻辑"与"运算结果 实例14:用P0口显示条件运算结果 实例15:用P0口显示按位"异或"运算结果 实例16:用P0显示左移运算结果 实例17:"万能逻辑电路"实验 实例18:用右移运算流水点亮P1口8位LED 实例19:用if语句控制P0口8位LED的流水方向 实例20:用swtich语句的控制P0口8位LED的点亮状态 实例21:用for语句控制蜂鸣器鸣笛次数 实例22:用while语句控制LED 实例23:用do-while语句控制P0口8位LED流水点亮 实例24:用字符型数组控制P0口8位LED流水点亮 实例25: 用P0口显示字符串常量 实例26:用P0 口显示指针运算结果 实例27:用指针数组控制P0口8位LED流水点亮 实例28:用数组的指针控制P0 口8 位LED流水点亮 实例29:用P0 、P1口显示整型函数返回值 实例30:用有参函数控制P0口8位LED流水速度 实例31:用数组作函数参数控制流水花样 实例32:用指针作函数参数控制P0口8位LED流水点亮 实例33:用函数型指针控制P1口灯花样 实例34:用指针数组作为函数的参数显示多个字符串
上传时间: 2013-10-21
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论述了基于数字温度传感器的单片机温度测控系统。把PC机中实现减法运算的方法运用到MCU的汇编语言程序设计中,从而完成了AD7416的温度采样汇编语言程序设计。给出了温度测控系统简化电路原理图以及符合MCS—51汇编语言特点的温度采样子程序流程框图。
上传时间: 2014-12-27
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单片机指令系统 3.1 MCS-51指令简介 3.2 指令系统 3.1 MCS-51指令简介 二、MCS-51系列单片机指令系统分类 按寻址方式分为以下七种:按功能分为以下四种: 1、立即立即寻址 1、数据传送指令位操 2、直接寻址 2、算术运算指令 3、寄存器寻址 3、逻辑运算指令 4、寄存器间接寻址指令 4、控制转移类指令 5、相对寻址 5、位操作指令 6、变址寻址 7、位寻址 三、寻址方式 3、寄存器间接寻址 MOV A, @R1 操作数是通过寄存器间接得到的。 4、立即寻址 MOV A, #40H 操作数在指令中直接给出。 5、基址寄存器加变址寄存器寻址 以DPTR或PC为基址寄存器,以A为变址寄存器, 以两者相加形成的16位地址为操作数的地址。 MOVC A, @A+DPTR MOVC A, @A+PC 四、指令中常用符号说明 Rn——当前寄存器区的8个工作寄存器R0~R7(n=0~7); Ri——当前寄存器区可作地址寄存器的2个工作寄存器R0和R1(i=0,1); direct——8位内部数据存储器单元的地址及特殊功能寄存器的地址; #data——表示8位常数(立即数); #datal6——表示16位常数; add 16——表示16位地址; addrll——表示11位地址; rel——8位带符号的地址偏移量; bit——表示位地址; @——间接寻址寄存器或基址寄存器的前缀; ( )——表示括号中单元的内容 (( ))——表示间接寻址的内容; 五、MCS-51指令简介 1. 以累加器A为目的操作数的指令 2. 以Rn为目的操作数的指令 3. 以直接地址为目的操作数的指令 4. 以寄存器间接地址为目的操作数指令 应用举例1 8段数码管显示 应用举例2 3.2 指令系统 2、堆栈操作指令 3. 累加器A与外部数据传输指令 4. 查表指令 MOVC A, @A+PC 例子: 5. 字节交换指令 6. 半字节交换指令 二、算术操作类指令 PSW寄存器 2. 带进位加法指令 3. 加1指令 4. 十进制调整指令 5. 带借位减法指令(Subtraction) 6. 减1指令(Decrease) 7. 乘法指令(Multiplication) 8. 除法指令(Division) 三、逻辑运算指令 1. 简单逻辑操作指令 2. 循环指令 带进位左循环指令(Rotate Accumulator Left through Carry flag) 右循环指令(Rotate Accumulator Right) 带进位右循环指令(Rotate A Right with C) 3. 逻辑与指令 4. 逻辑或指令 5. 逻辑异或指令 四、控制转移类指令 1. 跳转指令 相对转移指令 SJMP rel PC←(PC)+2 PC←(PC)+rel 程序中标号与地址之间的关系 2. 条件转移指令 3. 比较不相等转移指令 4. 减 1 不为 0 转移指令 5. 调用子程序指令 7. 中断返回指令 五、位操作指令 1. 数据位传送指令 2. 位变量逻辑指令 3. 条件转移类指令
上传时间: 2013-10-27
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8086指令系统目录 概述 2.1节 目录 2.1.1--2.1.5(传送) 2.1.1 目录:1~3 2.1.1-1 mov类例1 mov类例2 mov类例3 mov类例4(END) 2.1.1-2. xchg --3.XLAT 查表示意图(end) 2.1.2堆栈操作指令(1) 堆栈操作指令(2) 堆栈操作指令(3) 堆栈操作指令(4) 堆栈操作指令(5)(END) 2.1.3标志传送指令(1) 标志传送指令(2)(end) 2.1.4地址传送指令(1) 地址传送指令(2) 地址传送指令(3)(end) 2.1.5输入输出指令(1) 输入输出指令(2) 输入输出指令(3)(end) 2.2节 目录 2.2.1--2.2.6(算术) 2.2.1加法指令(1) 加法指令(2) 加法指令(3) 加法指令(4) 加法指令5 end 2.2.2减法指令(1) 减法指令(2) 减法指令(3) 减法指令(4) 减法指令(5) 减法指令(6)(end) 2.2.3乘法指令(1) 乘法指令(2) 乘法指令(3)(end) 2.2.4除法指令(1) 除法指令(2)(end) 2.2.5符号扩展指令(end) 符号扩展说明 2.2.6十进制调整指令(1) 十进制调整指令(2) 十进制调整指令(3) 十进制调整指令(4) 十进制调整指令(5) 十进制调整指令(6) 十进制调整指令(7) 十进制调整指令(8) 十进制调整指令(9)(end) 2.3节 目录 2.3.1--2. 3.3(位) 2.3.1 逻辑运算指令(1) 逻辑运算指令(2) 逻辑运算指令(3) 逻辑运算指令(4) 逻辑运算指令(END) 2.3.2 移位指令(1) 移位指令(2) 移位指令(3) 移位指令(4)(end) 2.3.3 循环移位指令(1) 循环移位指令(2)(end) 2.4节 目录 2.4.1 无条件转移指令(1) 短转移的转移范围 无条件转移指令(2) 无条件转移指令(3) 无条件转移指令(4)(end) 2.4.2 条件转移指令(1) 条件转移指令(2) 条件转移指令(3) 条件转移指令(4) 条件转移指令(5)(end) 2.4.3 循环控制指令(1) 循环控制指令(2)(end) 2.4.4 子程序调用及返回指令(1) 子程序调用及返回指令(2) 子程序调用及返回指令(3) 子程序调用及返回指令(4) 子程序调用及返回指令(5) 子程序调用及返回指令(6) (end) 2.4.5 中断控制指令(1) 中断控制指令(2) 中断控制指令(3) 中断控制指令(4) 中断控制指令(5) 中断控制指令(6) 中断控制指令(7) 中断控制指令(8)(end) 2.4.6 系统功能调用(1) 系统功能调用(2) 系统功能调用(3)(end) 2.5节 目录 1---6(串操作) 串操作(1)传送 串操作(2) 串操作(3) 串操作(4)存串 串操作(5)读串、比较 串操作(6)搜索、重复前缀 串操作(7)REP 串操作(8)REPZ/REPNZ 串操作(9)前缀注释 串操作(10)例题 串操作(11)注释(end) 2.6 处理机控制类指令(1)(end)
上传时间: 2013-10-30
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SPCE061A采用的内核 SPCE061A采用的内核(CPU)为μ‘nSP。 μ‘nSP(读做micro-n-S-P)是凌阳科技推出的16位微处理器,它的突出特点是较高的处理速度,这就使其有能力进行复杂的数字信号处理(DSP,Digital Signal Processing)。 μ‘nSP内核由凌阳自主开发,因而也具备它自己的指令系统。 指令系统.61 3.1 指令系统的概述及符号约定.61 3.2 数据传送指令62 3.3 算术运算..66 3.3.1 加法运算..67 3.3.2 减法运算..68 3.3.3 带进位的加减运算.70 3.3.4 取补运算..70 3.3.5 SPCE061A的乘法指令.71 3.3.6 SPCE061A的n项内积运算指令.71 3.3.7 比较运算(影响标志位N,Z,S,C)..73 3.4 SPCE061A的逻辑运算.74 3.4.1 逻辑与..74 3.4.2 逻辑或..75 3.4.3 逻辑异或..76 3.4.4 测试(TEST).78 3.4.5 SPCE061A的移位操作.80 3.5 SPCE061A的控制转移类指令..83 3.6 伪指令86 3.6.1 伪指令的语法格式及特点..87 3.6.2 伪指令符号约定..87 3.6.3 标准伪指令.87 3.6.4 宏定义与调用98 3.6.5 段的定义与调用101 3.6.6 结构的定义与调用..102 3.6.7 过程的定义与调用..106 3.6.8 伪指令的应用举例..106
上传时间: 2013-10-31
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