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1、湘潭大学毕业设计说明书题 目： 基于 FPGA 和 VHDL 实现的 8 位通用运算部件学 院： 信息工程学院 专 业： 计算机科学与技术 学 号： 姓 名： 指导教师： 完成日期： 2012 年 5 月 毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目： 基于 FPGA 和 VHDL 实现的 8 位通用运算器 学号： 姓名： 专业： 计算机科学与技术指导教师： 系主任： 一、主要内容及基本要求主要内容： 利用 Quartus II 9.0 编写 VHDL 程序，在 FPGA 开发板实现一个 8 位可进行加减算术运算和与，或，非，异或等逻辑运算的通用运算器，并开发对此运算器进行测试的按键输入模块，完成对
2、运算器的综合测试。 基本要求： 1.设计并实现 ALU。ALU 能完成对数据的基本操作，包括算术和逻辑运算，并输出相应的标志信号。 2.设计相应的指令格式，用于控制数据传送，存储，算术逻辑运算，移 位，输出功能。 3 设计按键和显示模块，用于对 8 位通用运算器进行测试。 二、重点研究的问题1.深刻体会 FPGA 开发流程和 VHDL 与一般过程语言编程的差异，实际解决在编程中遇到的问题。 2.掌握 8 位通用运算器的模块构建，对单元电路进行电路波形仿真测试和综合测试。 3.开发一个按键输入模块，对 8 位通用运算部件进行测试。 3、进度安排序号 各阶段完成的内容 完成时间1 学习 VHDL
3、和 FPGA 基本知识 2011.12.12-2012.1.82 熟悉开发平台、开题报告、制订设计方案 2012.1.9-2012.4.13 编写程序、下载调试 2012.4.2-2012.4.194 完善数据通路设计、综合测试 2012.4.20-2012.4.255 毕业设计说明书初稿 2012.4.26-2012.5.36 修改，写出第二稿 2012.5.4-2012.5.177 答辩 2012.5.26四、应收集的资料及主要参考文献1潘松，黄继业. EDA 技术实用教程 . 北京：科学出版社，2010.11 2Kenneth L.Short. VHDL 大学实用教程. 乔庐峰，尹延辉，
4、李永成，牛燚坤译. 北京：电子工业出版社，2011.9 3Clive Max Maxfield. FPGA 设计指南. 杜生海，刑闻译. 北京：人民邮电出版社，2007.12 4王诚，刘东卫，宋佳兴. 计算机组成与设计 北京：清华大学出版社，2004.7 5吴厚航. 深入浅出玩转 FPGA 北京：北京航空航天大学出版社，2009.1 6黄智伟，邓月明，王彦. ARM 嵌入式系统设计基础教程 北京：北京航空航天大学出版社，2008.8 湘 潭 大 学毕业论文（设计）评阅表学号 姓名 专业 计算机科学与技术 毕业论文（设计）题目： 基于 FPGA 和 VHDL 实现的 8 位通用运算部件 评价项目
5、 评 价 内 容选题1.是否符合培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到综合训练的目的；2.难度、份量是否适当；3.是否与生产、科研、社会等实际相结合。能力1.是否有查阅文献、综合归纳资料的能力；2.是否有综合运用知识的能力；3.是否具备研究方案的设计能力、研究方法和手段的运用能力；4.是否具备一定的外文与计算机应用能力；5.工科是否有经济分析能力。论文（设计）质量1.立论是否正确，论述是否充分，结构是否严谨合理；实验是否正确，设计、计算、分析处理是否科学；技术用语是否准确，符号是否统一，图表图纸是否完备、整洁、正确，引文是否规范；2.文字是否通顺，有无观点提炼，综合概括能力如何
6、；3.有无理论价值或实际应用价值，有无创新之处。综合评价该同学所选毕业设计课题任务是具有一定实用性要求的局部开发任务，基本符合计算机科学与技术专业本科生培养目标的要求，能够较好地训练学生计算机软硬件方面的综合素质，难度尚可。该同学在完成毕业设计课题任务的过程中积极努力工作，表现出具有一定的综合运用知识的能力，理解、把握问题、理解问题分析与总体设计结论等方面的能力和独立完成局部开发工作的能力。毕业设计所形成的“毕业设计说明书”结构较合理、内容较充实、文字较 湘 潭 大 学毕业论文（设计）鉴定意见学号： 姓名： 专业： 计算机科学与技术 毕业论文（设计说明书） 54 页 图 表 27 张论文（设计
7、）题目： 基于 FPGA 和 VHDL 实现的 8 位通用运算部件 内容提要：本文的主要内容是介绍了在 FPGA/CPLD 开发板上开发一个 8 位通用运算部件的全过程，包括软硬件平台的简要介绍，通用运算部件的概要设计，详细设计及其测试等。本设计说明书分为七部分，总共 54 页。其中，图表 27 张。下面，简单介绍各部分内容：通顺、形式较规范，篇幅基本上达到了规定要求。综上所述，该同学的毕业设计已基本达到了预期的目标要求，同意参加答辩。评阅人： 2012 年 月 日第一部分是绪论，介绍了现代计算机应用系统及其设计流程和本文的结构。第二部分介绍了应用于开发这种数字系统的可编程逻辑器件 FPGA/
8、CPLD 的基本特性。 第三部分介绍了开发这种数字系统的的软件工具 Quartus II 9.0 和本设计的硬件开发环境。 第四部分为 8 位通用运算器设计的内部框图和设计的模块及用于测试的按键模块的设计。 第五部分为 8 位通用运算器基本模块和按键基本模块的详细设计。第六部分给出了 8 位通用运算器可执行的基本运算指令及其测试。第七部分是结束语，参考文献，致谢和附录。指导教师评语该同学所选课题任务难度一般，基本符合计算机科学与技术专业本科生培养目标的要求。在完成毕业设计任务的过程中基本上能够较准确地把握问题，独立地完成了相应的设计任务。所形成的“毕业设计说明书”结构较合理、内容较充实、语言较
9、流畅、形式较规范，篇幅基本达到了规定要求，内容所含图表基本符合规范要求。综合而论，该同学具有一定的分析问题、解决 问题 的能力。建 议评定该同学的毕业设计成绩为“ 及格” 。指导教师： 年 月 日答辩简要情况及评语答辩小组组长： 年 月 日答辩委员会意见答辩委员会主任： 年 月 日I目 录摘要 .1Abstract .2第 1 章 绪论 .31.1 现代计算机应用系统 .31.2 现代计算机应用系统开发的一般流程 .41.3 本文的结构 .4第 2 章 CPLD/FPGA 基本特性 .62.1 CPLD 简介 .62.1.1 可编程逻辑阵列（LAB） .72.1.2 可编程 I/O 单元（IOC） .72.1.3 可编程内部连线（PIA） .72.2 FPGA 简介 .8第 3 章 软硬件开发环境 .103.1 基本设计流程 .103.2 硬件开发环境 .12第 4 章 8 位通用运算器设计方案 .
