FPGA demonstrátor soft mikroprocesoru

Abstract

Bakalářská práce rozebírá návrh koncepce syntetizovatelného soft-mikroprocesoru na architektuře FPGA. Programovatelná hradlová pole FPGA jsou v mnoha ohledech přelomovou technologií a na trhu mají své nezastupitelné místo. Převážná většina textů se přirozeně soustředí na vývoj specializovaných (dedikovaných) obvodů a aplikací, které mohou těžit z masivního paralelismu programovatelných hradel. Následující stránky jsou v opačném duchu věnovány funkčnímu popisu tradičních sekvenčních zařízení známého z mikroprocesorové techniky. Toto přiměřeně rozsáhlé a zároveň klasické téma umožňuje obecné seznámení s principy digitální logiky a jazyky hardwarového popisu (HDL). Nabyté vědomosti jsou pak přenosné i do podstatně složitějších aplikací. Celková funkčnost soft-mikroprocesoru byla v závěru důkladně ověřena prostřednictvím ukázkových programů a vybraných simulací. Součástí práce jsou rovněž kompletní komentované HDL zdrojové kódy implementovaného zařízení v příloze.

This Bachelor thesis discusses the conceptual design of synthetizable soft-microprocessor implemented using Field Programmable Gate Array (FPGA) architecture. FPGAs are in many aspects breakthrough technology and as such have irreplacable position on the market. Most available articles naturally focuses on developing real-life dedicated circuits and applications, which are able to benefit from massive parallelism offered by the FPGAs. Following pages, on the other hand, are devoted to functional description of traditional sequential devices already known from the field of microprocessor technology. This adequately large but classic topic allows for general understanding of digital logic and Languages of Hardware Description (HDL) to be made. Acquired knowledge are then transferable into substantially advanced applications. In conclusion is the overall functionality of the design thoroughly verified and tested by means of sample programs and simulations. Complete HDL description, along with proper comments, of the device can be found in the attachment of the thesis.