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电子科技大学硕士学位论文 摘要 夲课题的任务：一是分析计算器C931 8电路的指令系统提取其开方 算法；二是自主设计科学计算器的大规模集成电路芯片，形成比C9318运 算功能更加全面的计算器系统使三角函数、指数函数、对数函数的运算 都能在本设计中实现。 在硬件方面通过深入分析C9318电路和微控制器PICl6CX的系统結 构和指令系统，本课题完全自主设计了…个能进行多种科学运算的MPU 核其模块包括：数据通道由ALU、数据寄存器、标志寄存器、工作寄存 器组成：控制单元由程序存储器ROM、指令译码器、地址生成模块、程序 计算器PC组成。 在指令系统方面在提取C9318开方算法的同时，对计算器的指令系 统的指令格式、寻址方式、指令类型有了深刻的了解本设计有32条基本 指令。指令实现的功能包括算术运算、逻辑运算和转移／跳轉 本文主体上采用硬件描述语言VERILOG自顶向下设计方式。其中对 开方算法的提取采用了用EDA软件VIEWLOIG仿真对诸如三角函数运 算的算法应用数值计算软件MATLAB进行仿真。VERILOG编程应用EDA 软件ACTIVE6．1综合采用软件——sy印l毋7．0。布局布线工具采用的是 Foundation Xilinx公司的XilinxSeries 3．1中的DesignManager 本设计的创新之处在于： 一、C9318采用┅位串行加法器，即每次只能进行一位二进制的运算 完成一位十进制BCD码的加法运算需要四个时钟周期，况且BCD码的校 验要等到下一个指令周期时才能完成一个指令周期需要44个时钟周期， 速度较慢所以只能进行基本的加、减、乘、除运算；而本设计采用的是 四位并行加法器，即一个时钟周期内就完成了一位十进制运算况且在运 算的同时就能进行BCD码的校验，一个指令周期包括了13个时钟周期 因此在运算速喥上有了极大的改善，实现了诸如三角函数等科学运算 二、通过大量的MATLAB仿真，在收敛速度的条件的约束下我采用 切比雪夫多项式逼进算法来实现函数运算。它在所有相同阶数的多项式中 与原函数的最大偏差达到最小。 ALU 关键词：

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