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随着网络时代的到来,网络通信、信息安全和信息家电产品将越来越普及,而CPU正是所有这些信息产品中必不可少的部件。目前,拥有自主知识产权的CPU对国家的军事、经济及安全具有深远的意义。基于这个原因,在深入了解了CPU的结构、工作原理及设计方法后,本文以FPGA为开发平台,采用Quartus(?)Ⅱ软件所支持的原理图设计方式,从基础逻辑电路设计开始,逐步完成嵌入式CPU的设计。主要工作内容包括以下几个主要方面：(1)为了设计性能良好的嵌入式CPU,在深入了解分析经典CPU基本结构,经典CPU指令集的基础上,选取或自己拟定一套切实可行的指令集。在本次设计中,以RISC指令集中的ARM、MIPS经典指令为参考,拟定了一套RISC指令集。RISC指令集是高性能CPU的发展方向。它与传统的CISC(复杂指令集)相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。(2)在拟定好CPU指令集的基础上,使用Quartus(?)Ⅱ软件工具,通过逻辑图输入方法设计可实现这套指令集的CPU的逻辑电路。使用模块化设计思想,从CPU的局部功能到总体结构自底向上设计。CPU是一个复杂的数字电路,其主要电路为控制器,运算器及各种内部寄存器。在设计好CPU内部各个受控功能模块后,最后由控制器安排CPU的工作时序。需要设计的详细电路有：算术逻辑单元(ALU)、移位模块、译码模块、特殊寄存器模块、程序计数器(PC)、程序状态字寄存器(PSW)、10模块、时钟信号产生模块等。(3)为了验证所设计的CPU逻辑电路的正确性,利用Quartus(?)Ⅱ软件工具对各个逻辑电路进行仿真。从基本逻辑电路仿真,小模块仿真到大模块仿真,最后是整个CPU电路的仿真。使用逐级仿真实现对所设计的CPU进行功能模拟,从而确保CPU功能的正确性。(4)为了方便演示这款CPU的功能,在FPGA中构建一个额外的RAM代替原来存放指令的外部ROM,并搭建一个调试器。此调试器旨在方便各指令代码的写入,方便验证各指令的执行结果。(5)本文旨在给出基于FPGA的嵌入式CPU的设计方案,包括软件平台、设计流程、各功能模块、测试波形图等。给出一种使用FPGA设计CPU的方法。由于CPU是一个复杂的数字电路,为了在较短时间里完成CPU的设计,给出详细的设计流程,在此设计了一款8位嵌入式CPU。