인하대 VLSI 설계 Microprocessor 프로젝트 결과보고서

소개글

인하대 VLSI 설계 및 프로젝트 실습 9~14주차에 걸쳐서 진행한 8x4bit SRAM 설계 결과보고서입니다! 2022년 1학기에 수강하여 작성했고 보고서 쓰는데 유용하게 이용해주셨으면 좋겠네요

목차

1. Microprocessor
2. SRAM 개요
3. SRAM Decoder
4. SRAM Controller
5. SRAM Cell
6. SRAM Block
7. Demux
8. D-FlipFlop
9. ALU
10. Demux+FF+ALU
11. SRAM + Demux+FF+ALU
12. 고찰
13. 참고문헌

본문내용

1) 정의: Microprocessor란 컴퓨터의 산술논리연산기로 컴퓨터 중앙 처리 장치인 CPU의 기능을 통합한 집적 회로이다. Resistor, Program counter, Decoder, 제어 회로 등 연산 장치와 제어 장치를 1개의 작은 실리콘 칩에 집약한 처리장치를 의미한다.
• Memory로부터 명령어와 Data를 읽고 (Fetch) 이를 해독해서(Decode) 주어진 일을 수행한다.
• 정해진 명령에 따라 레지스터 연산, 산술 연산, 논리 연산 등을 수행하며 명령어를 조합하여 특정 알고리즘으로 프로그래밍함으로써 원하는 연산 결과를 얻을 수 있다.
2) 구성: Microprocessor는 미세한 도선으로 연결된 수천 또는 수백만개의 콘덴서나 트랜지스터로 이루어져 있으며 그 구성을 역할에 따라 나누면 [Fig 1.1]과 같다.
○1레지스터(Resister): CPU 내부의 기억장치로 ALU의 연산 결과를 임시로 저장하는 공간이다. 고속으로 데이터에 접근하고 이를 처리할 수 있으며 외부 메모리는 Address로 구별하지만 레지스터는 이름으로 구별한다.
크게 특수 목적 레지스터(Program Counter, 명령어 레지스터 등)와 범용 레지스터(누산기 등)으로 나뉜다.
○2 산술 논리 장치(ALU): 산술 및 논리 연산을 수행하는 장치로 레지스터로부터 피연산자를 받고 연산한 다음 그 결과를 다시
레지스터에 저장한다. 조합 논리 회로로 구성되어 있다.
○3 제어 장치: CPU 내부 신호의 흐름을 제어하는 신호를 발생시킨다. 명령어 해석을 통해 레지스터와 산술 논리 장치를 제어한다.
단일 칩 또는 소수의 칩에 CPU 칩을 집약하면 처리시 필요한 전력이 줄어들 뿐 아니라 오류가 발생할 수 있는 배선의 수가 줄어서 연산의 신뢰성이 더 높아지는 효과가 있다. 그리고 칩이 자동화 과정에 의해 대량 생산되므로 생산 비용 또한 감소하게 된다.

참고 자료

VLSI 수업 실습 강의노트 Project lecture 2022, pp.1~44.
Weste&Harris, Integrated Circuit Design 4/e(Prentice-Hall, 2010), pp.456~472.