基于FPGA模型机的组合逻辑控制器

目前的模型机控制器大多采用微程序控制方式,而组合逻辑控制方式执行速度较快,在精简指令系统中被广泛应用。本文采用QuartusⅡ和Cyclone FPGA构建模型机的组合逻辑控制器。首先,通过设计模型机的指令系统、指令流程、控制信号等,列出各控制信号的逻辑表达式,并对逻辑表达式进行化简;其次,通过QuartusⅡ软件,利用原理图输入法设计组合逻辑控制器的指令译码器和组合逻辑电路模块,并搭配好各自的时序电路,形成完整的模型机控制器;最后把编译好的原理图文件下载到Altera DE2实验板上进行验证。此设计应用了可编程逻辑器件,提高了指令的执行速度,增强了设计的灵活性,且将该控制器与运算器等部件搭建,形成完整的模型机应用于计算机组成原理课程的实验教学中,能很好地提高学生的思维能力和动手能力。