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1. 研究目的与意义(文献综述)
一、 课题研究背景
从1946年第一台计算机诞生开始[1],在经历了4代的更替后,才有了现在的使用大规模集成电路集成的数字计算机,其中cpu的发展尤为重要。cpu的发展非常迅速,pc机从8088发展到现在的pentium 4时代[2-3],经过了不到二十年的时间。最初的8088集成的晶体管数不到三万,而pentiumⅢ的集成度超过了2500万个晶体管;至于cpu的运行速度,8088是0.75mips,到高能奔腾时已超过了1000mips。
现代计算机的发展正朝着巨型化、微型化的方向发展,在这个过程中的中国,从技术匮乏的年代,1958年,中科院计算所研制成功我国第一台小型电子管通用计算机103机(八一型)的诞生;到标志我国硬件技术实现巨大突破的天河系列超级计算机的出炉[4];再到现在的各个领域的国产芯片[5]也相继如雨后春笋般出现。不难看出,在科技急速发展的潮流中,中国也扮演着重要的角色参与其中。
2. 研究的基本内容与方案
1. 基本内容、目标
基于logisim的多流水线mips指令集cpu仿真设计
2. 拟采用的技术方案及措施
核心思想以模块化分解的思维为主,由繁化简,一步步地分解并完成拆分的小部分最后再以点成面构成cpu。
主体思路是,首先完成简单的控制器与数据通路的组合,具体实现包括5位编码器,七段数码管,led计数电路功能在内的简易电路,通过组装实现单周期的mips_cpu。在单周期的基础上进行周期划分以实现多周期的要求。最后则是通过多流水线的设计与实现最终完成多流水线mips指令集cpu。
3. 研究计划与安排
2020/02/28:完成基础知识学习,并撰写开题报告。
2020/03/15:提出设计方案,并完成方案验证。
2020/04/15:提出技术路线,并完成技术实现。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 陆志一, 吴学庆. (2008). 计算机未来的发展趋势. 黑龙江科技信息, 4, 56-57.
[2] liu, y. c., gibson, g. a. (1986). microcomputer systems: the 8086/8088 family architecture,programming and design.
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