Metodología para el diseño de un microprocesador de propósito educativo usando VHDL - Cárdenas Gómez, Mario Alberto (Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, 2017)
Hoy en día, en la mayoría de los aparatos electrónicos se encuentra instalado un microprocesador, que es el encargado de realizar los cálculos necesarios para la ejecución de una tarea o procesar las instrucciones que se le asignan. Estos dispositivos tienen diferentes características según el tipo de aplicación para la que estén diseñados (microprocesadores de propósito general o microprocesadores de aplicación específica). Para el diseño de microprocesadores, existen 2 arquitecturas básicas que son frecuentemente utilizadas (Von Neumann y Harvard), las cuales describen los bloques funcionales de los microprocesadores (Unidad de Control, DataPath y Memoria). La creciente demanda de microprocesadores más potentes ha provocado de las técnicas de diseño sean mejoradas a través de la utilización de dispositivos como los FPGA (Field Programmable Gate Array) y los lenguajes de descripción de hardware (HDLs). La Universidad Autónoma de Ciudad Juárez (UACJ) ha iniciado la inclusión de los dispositivos FPGA en la enseñanza de las materias relacionadas con circuitos digitales, aportando mayores y mejores herramientas a sus alumnos y docentes que les permitan aumentar sus conocimientos de las nuevas tecnologías aplicadas al diseño de CI (circuitos integrados). Estas nuevas herramientas ofrecen una amplia gama de oportunidades a los alumnos para un mejor desarrollo profesional, lo cual en el futuro puede resultar en la incursión de los estudiantes en el diseño asistido por computadora (CAD) de sistemas digitales, tales como memorias, microprocesadores, etc., desde un ambiente virtual. En el departamento de Eléctrica y Computación de la UACJ se ofrece el curso de circuitos digitales para todas las áreas de ingeniería, donde se da una breve introducción al uso de lenguaje de descripción VHDL, sin embargo, debido a la novedad de estas herramientas en el ámbito educativo de los programas del departamento, aún existen áreas que no están contempladas para la utilización de las herramientas antes mencionadas, que son de gran importancia porque pueden permitir una formación profesional más amplia y le dan mayores oportunidades de integrarse en el mercado laboral a los alumnos de las diferentes áreas de ingeniería, por tal motivo, este proyecto pretende generar una documentación que sirva de referencia para el área de los microprocesadores, la cual describirá una metodología propuesta para el diseño de un microprocesador a través del lenguaje de descripción de hardware VHDL y su implementación en un FPGA mostrando un procedimiento modular y de fácil entendimiento. 2 A lo largo de los siguientes capítulos abarcaremos los temas de:  Componentes de un microprocesador  El lenguaje de descripción de hardware VHDL  Programación modular en VHDL  Síntesis de un circuitos en VHDL  Elaboración de programas de prueba  Resultados de las pruebas de funcionalidad  Descripción de prácticas de laboratorio