黄峻杰

（重庆邮电大学 电子信息工程（中美），重庆 400065）

0 引 言

21 世纪，各式各样的技术和设备不停更新换代，微处理器也不例外。对于微处理器的设计，源于其内部的功能选择。对于不同功能的微处理器，其内部的逻辑结构也会产生多种变化。本文将完全集成、测试和演示微处理器的所有部分，完成控制单元的设计，以获取和执行所有指令。测试将在ModelSim 上进行仿真，并通过电路板进行演示。

1 微处理器的构造

利用quartus 软件进行制作微处理器，需要掌握微处理器的构造。微处理器由IR、AC、PC、ALU、寄存器以及集成的中央处理器组成，其中IR、AC、PC、ALU、寄存器比较简单，但是中央处理器的运用比较困难[1]。笔者采用状态转移寄存器，分阶段对中央处理器进行编辑。对中央处理器的内部组成理解，采用opcode 操作数进行仿真操作。opcode 代表ALU 执行的操作，如加减乘除，是计算机最基本的部分。

通过定义和命名其他状态完成表1 内容，以控制指令集中每个指令的执行。

IR 内部包括低位处理器和高位处理器[2]。低位主要负责向随机接入寄存器RAM 输入数据（类似于计算机构造中的键盘输入）与读取；高位主要向ALU 计算器中输入内容和操作数，而操作数决定微处理器的功能。PC 内部构造主要是地址的寻址和栈中数据的存储；AC 类寄存器主要负责数据的处理。

下面使用给定的存储器数据，在执行每条指令时找出存储在每个寄存器中的数据，结果如表2 所示。

2 控制单元修改后的系统Verilog 代码

控制单元修改后的系统Verilog 代码如下。……