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DESENVOLVIMENTO DE MICROARQUITETURA DE PROCESSADOR EM UMA PLATAFORMA FPGA
Última alteração: 2023-09-05
Resumo
O uso de linguagens de programação orientadas a objeto e a disponibilização de plataformas microcontroladas de baixo custo e fácil conexão facilitaram o desenvolvimento de soluções complexas de forma rápida e eficiente. Porém, estas plataformas acabam direcionando o desenvolvedor para ter o foco no software, na linguagem de programação, nas bibliotecas e comandos, afastando-o da visão do hardware, dos dispositivos e componentes físicos que são necessários para interpretação e execução dos comandos e dos cálculos envolvidos em um programa de computador. Este afastamento gera um problema de aprendizado em especial para técnicos das áreas de eletrônica e eletroeletrônica. O desenvolvimento em plataforma que usam linguagem de alto nível não compete com o desenvolvimento e o entendimento do que acontece no hardware, pois são complementares. E o entendimento do hardware, do processamento das instruções, do controle e acesso às memórias e dos demais recursos eletrônicos pode tornar o desenvolvedor mais capaz de otimizar o código de forma a obter melhor performance nos seus aplicativos com economia nos recursos de hardware. Neste sentido, este projeto buscou uma melhor capacitação e entendimento do que ocorre na arquitetura do hardware que compõe os processadores e microcontroladores, através do desenvolvimento de uma microarquitetura de um processador usando uma plataforma baseada em FPGA, desde o nível mais baixo das portas lógicas, unidade lógica aritmética e dos registradores, passando pelo caminho de dados e dos interpretadores de microinstrução, fazendo o elo entre o hardware e o software. O sistema foi elaborado e testado com duas ferramentas de desenvolvimento: simulador digital e kit de desenvolvimento baseado em FPGA da Altera, com o circuito integrado da Família Cyclone IV, programado através do software Quartus.
Palavras-chave
Microarquitetura. Hardware. FPGA.