题目：基于FPGA的32位RISC CPU的设计与实现

随着经济的发展，信息时代已经到来。而微处理器芯片的研究是整个信息技术产业的龙头，同时32位RISC（精简指令集）处理器己成为设计的主流。因此，本文即是对基于FPGA的32位RISC CPU的设计与实现进行研究。ARM系统32位RISC处理器是目前公认的业界领先的嵌入式RISC处理器，本文的目的就是参照ARM体系结构，设计出一款32位RISC微处理器。本文首先分析了32位RISC微处理器体系结构，包括三种数据类型、32位通用寄存器等。接着给出了整体设计原理图，指出整个设计采用四级流水线技术，包括取值、译码、执行和写回。再者详细介绍了数据通路设计和流水线设计。数据通道设计包括：数据端口、地址端口、寄存器堆、桶式移位器设计和算术逻辑单元设计，实现了加法器和算术逻辑运算等。在流水线设计，主要讲述四级流水线设计，包括取值、译码、执行和写回。与此同时，对采用流水线技术出现的相关问题进行分析，并提出了相应的解决方法，使电路的性能更加有效。从而最终完成32位的精简指令集中央处理器的前端硬件设计。最后，对32位RISC微处理器设计与实现的总结。首先给出了重要模块的仿真综合结果图。包括桶式移位器（BS），算术逻辑单元（ALU），最后给出了32位RISC微处理器的综合结果图。然后分析了FPGA实现，简要介绍了FPGA开发板，进而分析了测试结果。即得出测试结果为：32位RISC CPU的时钟频率100 ，各指令工作正常，达到预期目标。