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项目信息
项目名称:基于FPGA兼容ARM Cortex-M0的低功耗CPU设计 (转到SVN--转到TRAC
项目信息:
应用领域:教育行业
设计摘要:
ARM Cortex-M0 处理器是目前最小的 ARM 处理器。ARM Cortex-M0处理器支持ANRv6M指令集,可针对各种广泛应用的智能传感器与智能控制系统,提供超低功耗、低成本微控制器。本设计将实现以下应用功能:利用Nexys4板卡,设计兼容ARM Cortex-M0处理器。本项目以处理器的设计与实现为主,后期可以移植Linux操作系统,添加外设,使之最终能运行C语言程序。
系统原理和技术特点:

(一)研究内容:
1.在Nexys4板卡实现兼容ARM Cortex-M0处理器。基本解决流水线冲突,并将我们设计的可兼容的M0核与ARM的M0核在功耗、面积、时序上作比较,并分析差异,以优化我们的设计。
CPU采取的三级流水线设计:
2.移植操作系统:将我们裁剪后的Linux操作系统移植到开发板上,使其能够正确地启动并调度到测试程序,并且运行过程中内部寄存器内容正确。
3.添加外设:编写接口驱动程序,接入外部设备,并能稳定运行。
4.编译器:最终系统能运行一段简单的C语言程序。
(二)设计特点:低功耗处理。
对于低功耗我们的处理是:当WB需要得到一个forwarded data的时候,就可以认为它是LOAD或者R类型中的一种。但是当检测到load指令的时候控制单元会置为低电平,模块按照正常流水线执行,不会存在forwarding的可能,所以这时候就只能R类型,而R类型的MEM阶段是NOP。而store/branch/jump这三条指令的WB阶段都是NOP,所以这时候store这三者后边的R类型中的NOP是可以消除的。所以,如果检测到store三者中的一个的时候,就可以消除MEM阶段中的NOP以达到减少功率消耗。
 

ARM Cortex-M0三级流水线.jpg
系统框图:ARM Cortex-M0三级流水线.jpg
低功耗流水线.jpg
系统框图:低功耗流水线.jpg
低功耗模块.jpg
系统框图:低功耗模块.jpg
计划书:项目文档.doc [1.5 MB]
当前项目状态:
参赛信息:
指导老师姓名: 万海,王军
指导老师职称: 副教授
学校: 中山大学
研究方向: 人工智能、嵌入式软件
参赛情况: OpenHW2014开源硬件与嵌入式计算大赛
需求信息:
拟采用的平台:Nexys4
是否需要设计扩展板?
需要的基本功能:
最新版本:
暂无发布的版本信息   了解目前项目的开发进度
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