The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication (한국인터넷방송통신학회논문지)

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Design and Simulation of ARM Processor using VHDL

VHDL을 이용한 ARM 프로세서의 설계 및 모의실행

  • Lee, Jongbok (Dept. of Electronic & Information Eng., Hansung University)
  • 이종복 (한성대학교 전자정보공학과)
  • Received : 2018.09.01
  • Accepted : 2018.10.05
  • Published : 2018.10.31
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Abstract

As of in the year of 2016, 40 million ARM processors are being shipped everyday and more than 86 billion ARM processors are mounted in mobile communications, consumer electronics, enterprises, and embedded systems. Nationally, we are capable of designing high-end memory semiconductors, but not in processors, resulting in unbalance. Generally, highly expensive software programs are necessary for designing processors which makes it difficult to set up proper environments. However, ModelSim simulator provided by Altera is free and everybody can use it. In this paper, the VHDL language which is widely used in Europe, universities, and research centers around the world for the ASIC design is selected for designing 32-bit ARM processor and simulated by ModelSim. As a result, 37 instructions of ARMv4 has been successfully executed.

ARM은 2016년 현재 매일 4천만 개씩 선적되고 있으며 860억 개 이상 이동통신, 가전, 기업, 임베디드 시스템 분야에서 탑재되어 널리 이용되고 있다. 국내의 반도체 기술은 메모리 반도체 설계에 있어서는 세계 최고의 수준이나, 프로세서의 설계는 그에 미치지 못하여 메모리와 프로세서의 균형있는 발전을 이루지 못하고 있다. 일반적으로 프로세서를 설계할 때는 고가의 전용 소프트웨어의 필요로 인하여 환경을 갖추기가 어렵다. 그러나 최근에 Altera에서 제공하는 ModelSim은 무료로 누구나 이용할 수 있다. 본 논문에서는 유럽 및 전 세계의 대학 및 연구소에서 ASIC 설계에 널리 쓰이는 VHDL을 이용하여 32 비트 ARMv4 계열의 프로세서를 설계하고, ModelSim으로 모의실행하였다. 그 결과, ARM의 37 개 명령어를 성공적으로 수행할 수 있었다.

Keywords

References

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