$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

FPGA를 이용한 시퀀스 제어용 32비트 마이크로프로세서 설계
The Design of 32 Bit Microprocessor for Sequence Control Using FPGA 원문보기

電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. SD, 반도체, v.40 no.6 = no.312, 2003년, pp.431 - 441  

양오 (청주대학교 정보통신 공학부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

본 논문은 FPGA를 이용하여 시퀀스 제어용 32비트 마이크로프로세서를 설계하였다. 이를 위해 VHDL을 이용하여 톱-다운 방식으로 마이크로프로세서를 설계하였으며, 고속처리의 문제점을 해결하기 위해 프로그램 메모리부와 데이터 메모리부를 분리하여 설계함으로써 인스트럭션을 페치 하는 도중에 시퀀스 명령을 실행할 수 있는 Harvard 구조로 설계하였다. 또한 마이크로프로세서의 명령어들을 시퀀스제어에 적합하도록 RISC형태의 32 비트 명령어로 고정하여 명령어의 디코딩 시간과 데이터 메모리의 인터페이스 시간을 줄였다. 특히 설계된 마이크로프로세서의 실시간 디버깅 기능을 구현하기 위해 싱글 스텝 런, 일정 프로그램 카운터 브레이크, 데이터 메모리와 일치시 정지 기능 등을 구현함으로써 구현된 프로세서의 디버깅을 쉽게 하였다. 또한, 시퀀스제어에 적합한 펄스명령, 스텝 콘트롤 명령, 마스터 콘트롤 명령 등과 같은 비트 조작 명령과, BIN형과 BCD형 산술명령, 배럴 쉬프트명령 등을 구현하였다. 이와 같은 기능들을 FPGA로 구현하기 위하여 자이링스(Xilinx)사의 V600EHQ240(60만 게이트)과 Foundation 4.2i를 사용하여 로직을 합성하였다. Foundation 합성툴 환경에서 시뮬레이션과 실험에서 성공적으로 수행되었다. 본 논문에서 구현된 시퀀스 제어용 마이크로프로세서의 우수성을 보이기 위해 시퀀스제어용 명령어를 많이 가지고 있는 Hitachi사의 마이크로프로세서인 H8S/2148과 성능을 비교하여 본 논문에서 설계된 시퀀스 제어용 프로세서가 우수함을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents the design of 32 bit microprocessor for a sequence control using a field programmable gate array(FPGA). The microprocessor was designed by a VHDL with top down method, the program memory was separated from the data memory for high speed execution of sequence instructions. Therefo...

주제어

#FPGA   #VHDL   #Microprocessor Sequence logic control  

참고문헌 (14)

  1. F. Bonfatti, G. Gadda, P. Daniela Monari, 'Reusable software Design for Programmable Logic controllers,' ACM SIGPLANT Notices, Vol.30, No.11, pp. 31-40, 1995 

    상세보기 crossref

  2. M. Morris Mano, 'Computer System Architecture', 1997 

  3. Koo. KH et al. 'Implementation of a RISC microprocessor for programmable logic controllers', Microprocess Microsys, 2000 

    상세보기 crossref

  4. K. Koo, W. H. Kown, 'Predicting Execution Time of Relay Ladder Logic for Programmable Logic Controllers,' in Proceeding of the 1996 IEEE Conference on Emerging Technologies and Factory Automation, Vol.2, pp. 670-676, 1996 

    crossref

  5. Yoshiyuki Shirnokawa, Toshiyuki Matsushita, Hideo Furuno, Yoh Shimanuki, 'A High-Performance VLSI Chip of Programmable Controller and Its Language for Instrumentation and Electric Control', in Proceeding of the IECON'91 International Conference on Industrial Electronics, Control and Instrumentation, Vol.2, pp. 884-889, 1991 

    crossref

  6. Bruce W. Bomar, 'Implementation of Microprogrammed Control in FPGAs', in Proceeding of the IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol.49, NO.2, 2002 

    상세보기 crossref

  7. Miyazawa, I., Nagao, T., Fukagawa, M., Itoh, Y., Mizuya, T., Sekiguchi, T., 'Implementation of Ladder Diagram for Programmable Controller Using FPGA', in Proceeding of the 1999 7th IEEE International Conference on Emerging Technologies and Factory Automation, Vol.2, pp. 1381-1385, 1999 

    crossref

  8. 양 오, 'FPGA를 이용한 시퀀스 로직 제어용 고속 프로세서 설계', 대한전기학회 논문지 48권 12호, pp. 1554-1563, 1999 

    원문보기 상세보기

  9. N. Aramaki, Y. Shimokawa, S. Kuno, 'A New Architecture for High-Performance Programmable Logic Controller,' in Proceeding of the 23rd International conference on Industrial Electronics, Control, and Instrumentation, Vol.1, pp. 187-190, 1997 

    crossref

  10. Xilinx, 'VirtexTM-E 1.8V Fidle Programmable Gate Arrays', 2000 

  11. R. Lipsett, C. Schaefer, 'VHDL : Hardware Description and Design', KALA, 1991 

  12. HITACHI Semiconductor, 'Hitachi Single-Chip Microcomputer H8S/2144 Series, H8S/2148 Series Hardware Manual', 1997 

  13. HITACHI Semiconductor, 'Hitachi Single-Chip Microcomputer H8S/2144 Series, H8S/2148 Series Programming Manual', 1997 

  14. Mitsubishi, 'Programming Mannual : Common Instructions', 1999 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로