用CPLD实现计算机组成原理结构的研究

介绍了利用aPID设计技术来实现计算机组成原理各部件的方法，采用高密度在系统可编程ispLSI逻辑器件，结合实际设计指令译码部件的例子说明该方法的实现过程。分析了指令译码部件的输入输出信号及逻辑电路组成，采用原理图和硬件ABEL语言两层设计思想来设计其功能，最后将该设计的芯片所实现的指令译码部件和实验仪上其他部件结合实现计算机组成原理整体实验。该研究体现了开放性的计算机组成原理学习方法，大大增强了学习的广度和深度．     

单片机指令系统仿真研究与实现

指令系统的仿真是单片机仿真软件开发的基础。给出了可进行CPU配置的指令仿真系统设计方案,通过分析内核CPU配置文件,设计指令获取算法、指令执行函数和指令解析函数来完成对其的仿真。实验结果表明:指令系统仿真在程序运行时间、指令功能、指令指针的移动、指针偏移量、寄存器值方面能较好地逼近真正硬件平台。     

用MATLAB对电子调速器系统的仿真

建立了柴油机电子调速器系统各部件模型,并以泰山-25柴油机及其控制系统为仿真基础,在MATLAB/SIMULINK环境下给出各部件模型的控制过程及结构组成图;对评定电子调速器系统性能好坏的突卸负载进行了仿真.通过系统仿真的Bode和Step图分析表明:所设计的电子调速器系统性能稳定、可靠,且其模型是合理和有效的,具有一定的工程价值.     

专用指令集处理器模型的研究

针对现有专用指令集处理器(ASIP)模型的不足和ASIP的特点,提出了一个新型的ASIP模型——xpMODEL.它以指令行为作为设计核心,引入指令行为有限状态机IB-EFSM建立指令操作的时序调度机制,通过原语操作完成行为中对处理器资源的调用,有效地对指令的流水化操作进行了建模.在对处理器资源的建模中,利用资源库描述处理器的部件、存储和连接,并通过抽象层和行为层的部件双层建模形式有效地支持了对ASIP中专用硬件和外围部件的描述.介绍了xpMODEL对一些复杂执行机制,如forwarding技术、动态调度技术、分支预测技术和中断技术建模的支持,说明了其建模能力相对于现有的ASIP模型的优势.     

基于MATLAB的电力机车110伏直流稳压电源仿真研究

电力机车110伏直流稳压电源是机车的重要设备之一，其运行过程中对可靠性和稳定性要求非常高。本文就新型模块化分布式电力机车110伏直流稳压电源的设计，通过MATLAB进行仿真，给出电源设计各功能部件的参数范围，从而提高电源设计效率。本文重点阐述了变压器仿真设计的具体过程。     

8位RISC MCU Core设计

本文介绍基于RISC体系结构的微控制器IP核－－RJSCMCU Core的设计与实现。主要包括指令集分析、指令译码与控制器的设计。RISCMCU Core规则的指令格式缩减了译码单元规模;优化设计的时序控制逻辑,使取指部件与执行剖件同时工作,实现了二级流水线,达到单周期单指令（程序转移指令例外）的执行速度。RISCMCU Core用可综合的Verilog HDL描述,按设计流程进行各级仿真验证,最后在Verilog XL上完成系统级指令测试。     

基于Verilog HDL的流水线模型机的设计与实现

为了提高模型机指令执行的并行性,使用Verilog HDL并采取top-down设计方法,利用确定的有限状态自动机(DFA)理论,设计并实现了一台具有指令级并行性的流水线模型机的方案.阐述了该流水线模型机的DFA设计算法与Verilog HDL的实现方法,并给出了相应的仿真测试.测试结果证明,该模型机能并行处理4条指令,并具有预取指令和旁路功能.     

基于ADAMS的六轮月球车动力学建模与仿真

针对月球的复杂地形环境,利用ADAMS软件建立六轮摇臂-转向架式月球车的三维仿真模型,对其进行动力学仿真分析,获得了月球车各部件和整车的动力学特性曲线,为月球车控制系统的设计与数值计算提供了理论依据.     

流水线微处理器的设计与实现

提高指令级并行度是微处理器体系结构发展的重要方向,也是开发基于FPGA的高性能微处理器的重要内容之一.通过一个基于FPGA的流水线微处理器的设计流程、总体框架设计和采用的关键技术,设计并实现了流水线微处理器.经实例对所设计的流水线微处理器进行仿真实验,证实了流水线微处理器设计的正确性和高性能.结果表明微处理器的最大吞吐率为一个时钟周期解释完一条指令,在开发未来具有微处理功能的专用集成电路设计方面具有较高的实用价值.     

发动机舱温度场仿真与分析

利用热网络法和流体网络法对发动机舱进行热仿真。建立了飞行器发动机舱各部件与其内外流体之间的网络关系及仿真模型,并进行耦合求解,得到此发动机舱各部件不同位置的温度分布。根据所得的数据对发动机舱各部件受热后对工作性能的影响进行分析,对非耐热部件的热防护与热控进行分析与设计,为使发动机各个部件能够在比较理想的环境下工作,提出了表面抛光、加隔热层以及组合隔热等3种优化方案并进行仿真。     

高性能嵌入式CPU特殊指令单元的设计与实现

为了增强嵌入式CPU处理复杂运算的能力,加入特殊指令--乘积累加指令MAC和置换指令PERM.MAC用于提高CPU执行数字信号处理运算的效率,PERM用于增强加密、解密的运算性能.在集成电路设计过程中,运用了硬件资源共享、完全流水线、时钟控制等技术,使得整个运算单元在不增加过多芯片面积的条件下达到高性能、低功耗的设计指标.采用这种设计,在进行信息安全、多媒体处理时可以大大提高CPU的运算效率.     

一种嵌入式MPU指令译码器设计

针对与Intel系列微处理器兼容的嵌入式微处理器单元（MPU），讨论其译码器的设计问题。通过分析比较两种可行的读入方案，择优选用了在状态机控制下的指令读入机制，并设计了具有8个状态的状态机来控制指令读入，实现了复杂指令简单化的目的。采用表格技术将译码器与微程序的设计分离。译码器位于MPU指令流水线的中部，其输出队列的长度影响MPU的性能，中近似采用M／M／1／K排队系统的分析方法，确定了输出队列长度。译码器MPU的其它部分联调完成后，使用具有实际意义的应用程序进行测试的结果表明，该译码器的设计是合理有效的。     

对基于VelociTI结构DSP指令排序分配方法的改进

排序法是一种基于VelociTI结构的DSP指令分配方法。为了完善排序法,对该方法的不足进行了改进。改进的排序法在实现原有指令分配功能的基础上,完成了多周期NOPs指令的检测和当前执行包地址的生成,并结合指令执行条件测试原理,将排序后的执行包中没有被占用功能单元对应的字段设置为无条件不执行。用改进的排序法成功设计了一个DSP指令分配单元的RTL模型,仿真结果验证了方法的正确性。     

基于AVR单片机的无线通道控制系统的设计

介绍一种新型可编程无线电遥控多通道开关系统的设计与实现方法,详细阐述其组成结构和工作原理．该方法采用芯片组PT2262／2272进行编解码,并通过无线电遥控方式传送指令键码给AVR单片机AT90S2313,实现了多通道控制．在发射电路中采用十进制至8421码编码器,实现对开关按键编址,从而对受控电路进行选择控制;在接收控制系统中引入单片机,通过充分利用其软、硬件资源,为无线电遥控提供合理、廉价的解决方案,使系统具有控制灵活、扩展方便、可实现多通道多功能控制等特点．     

基于历史链接关系的指令高速缓存低功耗方法

针对现代嵌入式处理器中指令高速缓存功耗显著的问题,提出一种基于Cache行间访问历史链接关系的指令高速缓存低功耗方法.通过创建独立可配置的顺序及跳转链接表项,利用链接表项中缓存的历史信息,消除Cache行间访问时对标志位存储器和冗余路数据存储器的访问功耗.进一步提出可复用的链接状态单元,克服了传统方法中由于缓存缺失引起的清空和重建链接表项的缺陷,显著降低了指令高速缓存访问功耗.实验表明,与传统指令高速缓存相比,本方法在取指单元面积仅增加1.35%的情况下,可平均减少标志位存储器访问次数96.38%.     

基于提前写回策略的数据转发优化方法

针对深度流水线和复杂指令集结构,给出一种基于操作数访问时序的数据转发模型,使用5个参数描述指令执行过程,并以一种RISC/DSP结构MediaDSP64原型机为例进行分析.在分布式转发电路的基础上,提出一种基于提前写回策略的转发优化方法.该策略在不影响指令执行效率的前提下,通过将DSP指令中辅助寄存器的结果提前写回寄存器文件减少了转发源的数量.针对该方法造成的指令乱序执行情况,设计一种影子寄存器结构,保证了精确异常处理的实现.实验结果表明,转发电路的硬件资源占用减少了43.8%,关键路径延时下降了19.8%.     

智能教学系统中教学策略的设计与实现

教学策略的研究是智能计算机辅助教学系统的重要课题之一．本文给出了根据教学知识之间的关系和学生知识水平产生最佳教学序列的方法及其适合编程的算法,进行了教学规则的设计,并综述该教学策略在智能计算机辅助教学系统中的应用．     

CAI课件中问题段单元的设计探讨

探讨了CAI课件中问题段单元的一般流程和各个阶段中的设计特点和注意事项,为CAI课件中问题段单元的设计提供参考。