پروژه :ساخت پردازنده ها با رشته نرم افزارVHDl
تعداد صفحات 84 قیمت 30000 تومان
1-1- پردازنده
پردازنده یا سی پی یو همان واحد مرکزی پردازش کننده اطلاعات یک سیستم می باشد چه کامپیوتر باشد چه گوشی یا تبلت یا به عبارتی دیگر مغز دستگاه دیجیتالی می باشد که هر عملیاتی قرار باشد اجرا شود نیاز است که حتما به سی پی یو ارسال شود و در آن جا پردازش های مختلف انجام شود و سپس پاسخ داده شود. جالب است که بدانید حتی کلیک کردن و تایپ شما نیز به واحد پردازنده جهت پردازش ارسال می شود و سپس به نمایش در می آید و مدت زمان پردازش بسته به حجم اطلاعات یا بسته های ارسالی دارد و از چند هزارم میلی ثانیه تا چندین دقایق ممکن است طول بکشد.
سرعت پردازنده ها بر حسب مگاهرتز یا گیگاهرتز سنجیده میشود مثلا در بعضی گوشی ها مقدار پردازنده را زده 2.8 مگاهرتر که هرچقدر این رقم بیشتر باشد سرعت پردازش بالاتری را شاهد خواهید بود.
حالا پردازنده چند هسته‌ای (چند مغزی!) یعنی چه؟ یعنی چند تا از این هسته‌های پردازشی روی سطح یک Die قرار گیرند. توجه داشته باشید که سطح یک دای معمولا چیزی حدود 150 تا 180 میلی‌متر مربع است؛ یعنی به اندازه یک سکه کوچک.
از حدود سال 1384 به این سو، پردازنده‌ها دارای دو یا تعداد بیشتری هسته پردازشی شدند. دقت داشته باشید که همیشه تعداد هسته‌های پردازشی زوج است، نه فرد؛ البته در معدود دفعاتی دیده شده است که شرکت سازنده یکی از پردازنده‌های چهارهسته‌ای خود را خاموش کرده است و به عنوان پردازنده‌ای سه‌هسته‌ای وارد بازار کرده، اما همیشه یادتان باشد که پردازنده‌ها تعداد هسته‌های زوج دارند!
DualCore به پردازنده های 2 هسته ای و QuadCore به پردازنده هایی با 4 هسته ای و OctaCore به پردازنده های 8 هسته ای میگویند.
هسته های پردازشی A50 که شامل Cortex A53 و Cortex A57 می شود خوشبختانه قدرت بالایی را به شما ارائه می کنند و به لطف تکنولوژی big.LITTLE می توانند مدیریت مصرف بهتری بر روی انرژی داشته باشند. ARM تایید کرده است که چیپ های جدید مبتنی بر هسته های A50 می توانند 3 برابر قدرت بیشتری را ارائه کنند در حالی که همان توان هسته های A15 را مصرف می کنند. یا حتی می توانند با همان سرعت و قدرت هسته های A15 کار کنند و 5 برابر مصرف کمتری در انرژی داشته باشند.
1- 2- واحد پردازش مرکزی
واحدهای پردازش مرکزی ویژگی پایه‌ای قابل برنامه‌ریزی شدن را در رایانه‌های دیجیتال فراهم می‌کنند، و یکی از مهمترین اجزاء رایانه‌ها هستند. یک پردازنده مرکزی، مداری یکپارچه می‌باشد که معمولاً به عنوان ریزپردازندهشناخته میشود. امروزه عبارت CPU معمولاً برای ریزپردازنده‌ها به کار می‌رود.
واحد پردازنده مرکزی یک رده خاص از ماشین را معرفی می‌کند که می‌تواند برنامه‌های رایانه را اجرا کند. این عبارت گسترده را می‌توان به راحتی به بسیاری از رایانه‌هایی که بسیار قبل‌تر از عبارت "CPU" بوجود آمده بودند نیز تعمیم داد. به هر حال این عبارت و شروع استفاده از آن در صنعت رایانه، از اوایل سال ۱۹۶۰ رایج شد. شکل، طراحی و پیاده‌سازی پردازنده‌ها نسبت به طراحی اولیه آنها تغییر کرده‌است ولی عملگرهای بنیادی آنها همچنان به همان شکل باقی‌مانده‌است.
فهرست مطالب
بخش اول (پردازنده ها) 1
1-1- پردازنده 2
1- 2- واحد پردازش مرکزی. 2
1-3- تاریخچه. 3
1-4- ترانزیستورهای گسسته و مدارات مجتمع. 5
1-5- ریزپردازنده‌ها 5
1-6- عملکرد ریزپردازنده‌ها 6
1-7- طراحی و اجرا 6
1-8- دامنه صحیح. 7
1-9- پالس ساعت.. 7
1-10- موازی گرایی. 8
1-11- پاراللیسم در سطح دستوری. 8
1-12- پاراللیسم در سطح thread. 10
1-13- موازی گرایی اطلاعات.. 11
بخش دوم (زبان توصیف سخت افزاری VHDL) 12
2-1- زبان توصیف سخت افزاری VHDL. 13
2-2- مفاهیم VHDL. 13
2-3- ویژگی ها 13
4-2- نیازمندی ها 14
5-2- توصیف رفتاری و ساختاری. 14
6-2- وی‌اچ‌دی‌ال. 15
2-7- مثال هایی از برنامه. 16
2-8- مفاهیم و ساختارهای زبان VHDL. 19
2-9- اجزای تشکیل‌دهنده و ساختارهای اصلی زبان VHDL. 19
2-10- موجودیت.. 19
2-11- معماری. 21
2-12- مفهوم همزمانی. 22
2-13- عبارات انتساب سیگنال همزمانی. 22
2-14- پروسس‌ها 23
2-15- ساختارها و عبارات مورد استفاده 23
2-16- اشیاء مورد استفاده در زبان VHDL. 25
2-17- سیگنال‌ها و متغیرها 25
2-18- تفاوت‌های متغیرها و سیگنال‌ها 26
2-19- انواع داده‌ها در زبان VHDL. 28
2-20- آرایه‌ها 29
2-21- رکوردها 30
2-22- عبارت Subtype و Type 31
2-23- تبدیل انواع داده‌ها 31
2-24- ویژگی‌های سیگنال‌ها و داده‌ها 32
2-25- ویژگی‌های قابل سنتز و پرکاربرد داده‌های آرایه‌ها 32
2-26- عملگرها در زبان VHDL. 32
2-27- ساختارهای تکرار 33
2-27-1- عبارات حلقه. 34
2-27-2- عبارت Generate 34
2-27-3- توابع. 34
2-27-4- رویه‌ها 34
2-28- طراحی مدارات ترتیبی و ماشين حالت.. 35
بخش سوم (ساخت پردازنده ها با VHDL) 37
1-3- ساخت CPU با VHDL. 38
2-3- کد VHDL برای ALU. 53
3-3- کد VHDL برای حافظه FIFO. 55
4-3- یک میکروکنترلر کامل 8 بیتی در VHDL. 61
5-3- کد VHDL برای تقسیم ساعت در FPGA. 65
6-3- کد VHDL برای یک پورت RAM.. 66
7-3- کد VHDL برای پردازنده MIPS. 68
8-3- کد VHDL برای کنترل ترافیک نور 72
9-3- کد VHDL برای Detector توالی FSM.. 73
10-3- کد VHDL برای فلیپ فلاپ.. 75
11-3- کد VHDL برای Full Adder 75
منابع. 78
فهرست شکل ها
شکل 2- 1- توصیف طرح بصورت رفتاری و ساختاری.. 14
شکل 2- 2- نيم جمع كننده 20
شکل 3- 1- ساخت پردازنده 44
شکل 3- 2- مشاهده خروجی در نرم افزار 45
شکل 3- 3- مشاهده مقدار به دست آمده در نرم افزار 46
ادامه مطلب
