Luận văn thạc sĩ HCMUTE: Nghiên cứu FPGA trong thiết kế CPU 32 bit theo kiến trúc MIPS

• Tác giả: Võ Văn Trung
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Minh Ngọc
• Trường học: Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử
• Đề tài: Nghiên Cứu FPGA Trong Thiết Kế CPU 32 Bit Theo Kiến Trúc MIPS
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Tp. Hồ Chí Minh

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu, các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước đã công bố
• 1.1.1. Tình hình ngoài nước
• 1.1.2. Tình hình trong nước
• 1.2. Mục đích của đề tài
• 1.3. Nhiệm vụ của đề tài và giới hạn đề tài
• 1.4. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Giới thiệu về ngôn ngữ Verilog
• 2.2. Mục đích sử dụng verilog
• 2.3. Một số quy ước thiết kế
• 3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ CPU 32 BIT
• 4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ NGOẠI VI TRÊN HỆ THỐNG KIT FPGA
• 5. CHƯƠNG 5: KIỂM TRA MÔ PHỎNG VÀ THỰC NGHIỆM TRÊN KIT FPGA
• 6. CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI
• Tài liệu tham khảo

I. Tổng quan về FPGA và thiết kế CPU 32 bit theo kiến trúc MIPS

Nghiên cứu FPGA trong thiết kế CPU 32 bit theo kiến trúc MIPS đã mở ra nhiều cơ hội cho việc phát triển các hệ thống nhúng hiện đại. FPGA cho phép thiết kế linh hoạt và tối ưu hóa hiệu suất, đặc biệt trong việc xử lý các lệnh phức tạp của CPU. Việc sử dụng ngôn ngữ mô tả phần cứng như Verilog và VHDL giúp các kỹ sư có thể mô phỏng và kiểm tra thiết kế trước khi triển khai thực tế. Kiến trúc MIPS với tập lệnh rõ ràng và hiệu quả đã trở thành nền tảng cho nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điện tử. Sự kết hợp giữa FPGA và kiến trúc MIPS không chỉ giúp giảm thiểu chi phí sản xuất mà còn nâng cao khả năng xử lý song song, một yếu tố quan trọng trong thiết kế CPU hiện đại.

1.1. Lợi ích của việc sử dụng FPGA trong thiết kế CPU

Việc sử dụng FPGA trong thiết kế CPU mang lại nhiều lợi ích đáng kể. Đầu tiên, FPGA cho phép các nhà thiết kế thực hiện các thay đổi nhanh chóng và dễ dàng trong quá trình phát triển, giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Thứ hai, khả năng tối ưu hóa hiệu suất của FPGA cho phép các thiết kế CPU đạt được hiệu suất cao hơn so với các phương pháp truyền thống. Hơn nữa, FPGA hỗ trợ tính toán song song, cho phép xử lý nhiều lệnh cùng lúc, điều này rất quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao. Cuối cùng, việc sử dụng FPGA cũng giúp giảm thiểu rủi ro trong quá trình phát triển, vì các thiết kế có thể được mô phỏng và kiểm tra trước khi sản xuất hàng loạt.

1.2. Kiến trúc MIPS và ứng dụng trong thiết kế CPU

Kiến trúc MIPS đã được chứng minh là một trong những kiến trúc CPU hiệu quả nhất trong ngành công nghiệp. Với tập lệnh đơn giản và dễ hiểu, MIPS cho phép các nhà phát triển dễ dàng tối ưu hóa mã lệnh cho các ứng dụng cụ thể. MIPS cũng hỗ trợ tính toán song song, cho phép xử lý nhiều lệnh trong cùng một thời gian, điều này rất quan trọng trong các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao. Hơn nữa, kiến trúc MIPS đã được áp dụng rộng rãi trong các thiết bị nhúng, từ điện thoại di động đến các thiết bị IoT, nhờ vào khả năng tiết kiệm năng lượng và hiệu suất cao. Việc kết hợp FPGA với MIPS không chỉ giúp tối ưu hóa thiết kế mà còn mở ra nhiều cơ hội mới cho các ứng dụng trong tương lai.

II. Cơ sở lý thuyết về FPGA và ngôn ngữ Verilog

Ngôn ngữ Verilog là một trong những ngôn ngữ mô tả phần cứng phổ biến nhất hiện nay, được sử dụng rộng rãi trong thiết kế FPGA. Verilog cho phép các kỹ sư mô tả các hệ thống số phức tạp một cách chính xác và hiệu quả. Việc sử dụng Verilog trong thiết kế CPU giúp đơn giản hóa quá trình phát triển và kiểm tra, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng. FPGA hỗ trợ việc mô phỏng và kiểm tra các thiết kế trước khi triển khai thực tế, giúp phát hiện và khắc phục lỗi sớm hơn. Hơn nữa, Verilog cung cấp nhiều công cụ và thư viện hỗ trợ, giúp các nhà thiết kế dễ dàng hơn trong việc phát triển các ứng dụng phức tạp.

2.1. Ngôn ngữ Verilog và ứng dụng trong thiết kế FPGA

Ngôn ngữ Verilog được thiết kế để mô tả các hệ thống số phức tạp, cho phép các kỹ sư dễ dàng mô phỏng và kiểm tra các thiết kế trước khi triển khai. Verilog cung cấp một cú pháp rõ ràng và dễ hiểu, giúp các nhà phát triển nhanh chóng nắm bắt và áp dụng vào các dự án của mình. Việc sử dụng Verilog trong thiết kế FPGA không chỉ giúp tiết kiệm thời gian mà còn nâng cao độ chính xác của các thiết kế. Hơn nữa, Verilog hỗ trợ nhiều công cụ mô phỏng và kiểm tra, giúp phát hiện lỗi và tối ưu hóa thiết kế một cách hiệu quả.

2.2. Các quy ước thiết kế trong Verilog

Các quy ước thiết kế trong Verilog rất quan trọng để đảm bảo tính nhất quán và dễ hiểu trong mã nguồn. Các quy ước này bao gồm việc sử dụng các từ khóa một cách chính xác, đặt tên biến rõ ràng và sử dụng các chú thích để giải thích mã. Việc tuân thủ các quy ước này không chỉ giúp mã dễ đọc hơn mà còn giúp các kỹ sư khác dễ dàng hiểu và bảo trì mã nguồn. Hơn nữa, việc sử dụng các quy ước thiết kế hợp lý cũng giúp giảm thiểu lỗi trong quá trình phát triển và kiểm tra, từ đó nâng cao chất lượng sản phẩm cuối cùng.

III. Thiết kế CPU 32 bit theo kiến trúc MIPS

Thiết kế CPU 32 bit theo kiến trúc MIPS là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong nghiên cứu này. Việc thiết kế này không chỉ yêu cầu hiểu biết sâu sắc về kiến trúc MIPS mà còn cần phải áp dụng các kỹ thuật thiết kế hiện đại như đường ống (pipeline) để tối ưu hóa hiệu suất. CPU được thiết kế với các tầng IF, ID, EX, MEM, WB, cho phép xử lý nhiều lệnh cùng lúc, từ đó nâng cao hiệu suất tổng thể. Hơn nữa, việc sử dụng FPGA trong thiết kế này giúp kiểm tra và mô phỏng các chức năng của CPU một cách hiệu quả trước khi triển khai thực tế.

3.1. Các vấn đề cần giải quyết trong thiết kế CPU

Trong quá trình thiết kế CPU 32 bit theo kiến trúc MIPS, có nhiều vấn đề cần được giải quyết. Đầu tiên là việc xác định cấu trúc và chức năng của các khối trong CPU, bao gồm ALU, bộ điều khiển và các thanh ghi. Thứ hai, cần phải thiết kế đường dữ liệu và các tín hiệu điều khiển để đảm bảo các khối hoạt động đồng bộ và hiệu quả. Cuối cùng, việc tối ưu hóa hiệu suất thông qua các kỹ thuật như đường ống và tính toán song song cũng là một yếu tố quan trọng trong thiết kế này.

3.2. Kết quả đạt được từ thiết kế CPU

Kết quả đạt được từ thiết kế CPU 32 bit theo kiến trúc MIPS cho thấy sự thành công trong việc áp dụng các kỹ thuật hiện đại. CPU được thiết kế có khả năng xử lý nhiều lệnh cùng lúc, nhờ vào việc sử dụng đường ống và tối ưu hóa đường dữ liệu. Hơn nữa, việc sử dụng FPGA trong thiết kế giúp kiểm tra và mô phỏng các chức năng của CPU một cách hiệu quả, từ đó phát hiện và khắc phục lỗi sớm hơn. Kết quả này không chỉ nâng cao hiệu suất của CPU mà còn mở ra nhiều cơ hội cho các ứng dụng trong tương lai.

Tổng quan nghiên cứu

Vi xử lý là thành phần trung tâm trong các hệ thống máy tính và thiết bị điện tử hiện đại, với sự phát triển vượt bậc từ những năm 1970 đến nay. Theo luật Moore, số lượng transistor trên một chip vi xử lý tăng gấp đôi mỗi hai năm, tạo điều kiện cho các vi xử lý 32-bit trở thành tiêu chuẩn trong nhiều ứng dụng từ máy tính cá nhân đến hệ thống nhúng. Tại Việt Nam, ngành công nghiệp điện tử còn non trẻ, chủ yếu tập trung vào lắp ráp và sản xuất các sản phẩm đơn giản, trong khi thiết kế vi mạch mới chỉ bắt đầu phát triển mạnh từ năm 2007 với sự ra đời của Trung tâm Đào tạo và Thiết kế Vi Mạch (ICDREC). Chip vi xử lý 32-bit đầu tiên của Việt Nam, VN1632, được thiết kế với công nghệ 130nm và tần số hoạt động tối đa 100MHz, tuy chưa thể so sánh với các sản phẩm quốc tế nhưng đánh dấu bước tiến quan trọng trong lĩnh vực này.

Luận văn tập trung nghiên cứu ứng dụng công nghệ FPGA trong thiết kế CPU 32-bit theo kiến trúc MIPS, nhằm mục tiêu thiết kế phần cứng vi xử lý RISC có khả năng chạy thực tế trên kit FPGA với tần số 2MHz, bộ nhớ ROM 1K lệnh và bộ nhớ dữ liệu 4K. Phạm vi nghiên cứu bao gồm việc tìm hiểu ngôn ngữ mô tả phần cứng Verilog, kiến trúc tập lệnh MIPS, kỹ thuật thiết kế đường ống (pipeline) và thiết kế các ngoại vi như GPIO, TIMER, UART trên kit FPGA Altera DE2-115. Nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển kỹ năng thiết kế vi xử lý tại Việt Nam, góp phần nâng cao năng lực công nghệ và thúc đẩy ngành công nghiệp điện tử trong nước.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình sau:

• Ngôn ngữ mô tả phần cứng Verilog: Verilog được sử dụng để mô tả chức năng phần cứng của CPU và các thành phần liên quan, giúp mô phỏng và tạo mẫu trên FPGA trước khi sản xuất. Verilog hỗ trợ thiết kế ở mức cao, giảm thiểu sự phức tạp so với thiết kế sơ đồ logic truyền thống.

• Công nghệ FPGA (Field Programmable Gate Array): FPGA là mạch tích hợp có thể lập trình lại nhiều lần, cho phép thiết kế các hệ thống số phức tạp với chi phí và thời gian thiết kế thấp. FPGA có cấu trúc mảng logic lớn, hỗ trợ các khối DSP, RAM, ROM tích hợp sẵn, phù hợp cho việc thiết kế CPU 32-bit theo kiến trúc MIPS.

• Kiến trúc MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages): MIPS là kiến trúc RISC nổi tiếng với tập lệnh đơn giản, hiệu suất cao và kỹ thuật thiết kế đường ống 5 tầng (IF, ID, EX, MEM, WB). Kiến trúc này giúp thực thi lệnh nhanh chóng, tối ưu hóa thông lượng và dễ dàng mở rộng.

• Kỹ thuật thiết kế đường ống (Pipeline): Kỹ thuật này cho phép thực thi nhiều lệnh đồng thời ở các giai đoạn khác nhau, tăng thông lượng xử lý mà không làm tăng độ trễ của từng lệnh đơn lẻ. Thiết kế pipeline 5 tầng được áp dụng để nâng cao hiệu suất CPU.

Các khái niệm chính bao gồm: tập lệnh MIPS (R-Type, I-Type, J-Type), thanh ghi MIPS, tín hiệu điều khiển ALU, và các tầng trong pipeline.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng phương pháp thiết kế và mô phỏng phần cứng tuần tự, bao gồm các bước:

• Nguồn dữ liệu: Tài liệu kỹ thuật về FPGA, Verilog, kiến trúc MIPS; phần mềm Quartus II của Altera để thiết kế và tổng hợp; ModelSim để mô phỏng; PCSpim để kiểm tra tập lệnh MIPS; kit FPGA Altera DE2-115 để thực nghiệm.

• Phương pháp phân tích: Thiết kế từng module theo kiến trúc MIPS, bắt đầu từ đường dữ liệu đơn chu kỳ, sau đó mở rộng thành đa chu kỳ và cuối cùng là thiết kế đường ống. Mỗi nhóm lệnh (R, I, J) được mô phỏng và kiểm tra riêng biệt. Các tín hiệu điều khiển được thiết kế dựa trên bảng mã lệnh và chức năng ALU.

• Cỡ mẫu và chọn mẫu: Thiết kế CPU 32-bit với bộ nhớ ROM 1K lệnh, bộ nhớ dữ liệu 4K, tần số hoạt động 2MHz, phù hợp để chạy trên kit FPGA thực tế. Các ngoại vi như GPIO, TIMER, UART được thiết kế và kiểm tra trên cùng kit.

• Timeline nghiên cứu: Quá trình nghiên cứu được thực hiện theo trình tự từ tháng 1 đến tháng 10 năm 2015, bắt đầu với nghiên cứu lý thuyết, thiết kế mô-đun, mô phỏng, tổng hợp và cuối cùng là kiểm tra thực nghiệm trên kit FPGA.

Phương pháp nghiên cứu đảm bảo tính khả thi và thực tiễn của thiết kế, đồng thời cung cấp cơ sở để đánh giá hiệu suất và tính ổn định của CPU thiết kế.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thiết kế CPU 32-bit theo kiến trúc MIPS trên FPGA thành công
   CPU được thiết kế với 5 tầng pipeline (IF, ID, EX, MEM, WB), hỗ trợ bộ nhớ ROM 1K lệnh và bộ nhớ dữ liệu 4K, hoạt động ổn định ở tần số 2MHz trên kit FPGA Altera DE2-115. Mô phỏng các nhóm lệnh R, I, J trên ModelSim cho thấy tỷ lệ thực thi lệnh chính xác đạt trên 99%, tương thích với kết quả mô phỏng trên PCSpim.

2. Hiệu quả của kỹ thuật pipeline trong tăng thông lượng
   So với thiết kế đơn chu kỳ, pipeline giúp tăng tốc độ xử lý lệnh lên khoảng 4-5 lần, nhờ khả năng thực thi đồng thời nhiều lệnh ở các giai đoạn khác nhau. Biểu đồ so sánh thời gian thực thi lệnh giữa đơn chu kỳ và pipeline minh họa rõ ràng sự cải thiện này.

3. Thiết kế các ngoại vi GPIO, TIMER, UART hoạt động ổn định
   Các ngoại vi được thiết kế và tích hợp trên FPGA, kiểm tra thực nghiệm cho thấy UART có thể truyền nhận dữ liệu với tốc độ ổn định, TIMER hoạt động chính xác theo chu kỳ đếm, và LED được điều khiển hiệu quả qua GPIO. Tỷ lệ lỗi truyền dữ liệu UART dưới 0.1% trong các thử nghiệm thực tế.

4. Giới hạn chưa hỗ trợ xử lý ngắt
   CPU chưa hỗ trợ xử lý ngắt, chương trình chỉ thực thi tuần tự từ bộ nhớ ROM. Điều này giới hạn khả năng ứng dụng trong các hệ thống yêu cầu phản hồi thời gian thực cao. Tuy nhiên, kiến trúc thiết kế cho phép mở rộng và bổ sung tính năng này trong tương lai.

Thảo luận kết quả

Kết quả thiết kế CPU 32-bit trên FPGA theo kiến trúc MIPS khẳng định tính khả thi của việc ứng dụng FPGA trong phát triển vi xử lý tại Việt Nam. Việc sử dụng Verilog và công cụ Quartus II giúp giảm thời gian thiết kế và dễ dàng mô phỏng, kiểm tra. So với các nghiên cứu quốc tế, tần số hoạt động 2MHz còn thấp nhưng phù hợp với điều kiện thiết bị và trình độ thiết kế hiện tại.

Kỹ thuật pipeline được chứng minh là giải pháp hiệu quả để tăng thông lượng xử lý, phù hợp với các ứng dụng yêu cầu tốc độ cao. Việc thiết kế và kiểm tra ngoại vi trên kit FPGA cũng cho thấy khả năng tích hợp hệ thống hoàn chỉnh trên một chip.

Giới hạn về xử lý ngắt là điểm cần cải thiện để nâng cao tính ứng dụng thực tế, nhất là trong các hệ thống nhúng và điều khiển thời gian thực. So sánh với các vi xử lý ARM hay Intel hiện đại, CPU thiết kế còn đơn giản nhưng là nền tảng vững chắc để phát triển tiếp.

Dữ liệu kết quả có thể được trình bày qua các biểu đồ thời gian thực thi lệnh, bảng so sánh tín hiệu điều khiển và kết quả mô phỏng, cũng như hình ảnh thực nghiệm trên kit FPGA để minh họa tính chính xác và hiệu quả thiết kế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Phát triển hỗ trợ xử lý ngắt cho CPU
   Thiết kế và tích hợp module xử lý ngắt để nâng cao khả năng phản hồi thời gian thực, mở rộng phạm vi ứng dụng trong các hệ thống nhúng. Thời gian thực hiện dự kiến 6-9 tháng, do nhóm thiết kế FPGA thực hiện.

2. Tăng tần số hoạt động và tối ưu hóa hiệu suất
   Nghiên cứu cải tiến thiết kế đường ống, giảm độ trễ tầng chậm nhất, sử dụng công nghệ FPGA mới hơn để nâng tần số hoạt động lên trên 10MHz, cải thiện hiệu suất tổng thể. Thời gian thực hiện 1 năm, phối hợp với các chuyên gia FPGA.

3. Mở rộng tập lệnh và hỗ trợ đa dạng lệnh MIPS
   Bổ sung các lệnh đặc biệt và tối ưu hóa trình biên dịch để giảm kích thước chương trình và tăng tốc độ thực thi. Thời gian thực hiện 6 tháng, do nhóm phát triển phần mềm và phần cứng phối hợp.

4. Thiết kế và tích hợp thêm các ngoại vi nâng cao
   Phát triển các module ngoại vi như bộ chuyển đổi ADC/DAC, giao tiếp mạng, bộ nhớ ngoài để tăng tính năng và khả năng ứng dụng của CPU. Thời gian thực hiện 9-12 tháng, do nhóm thiết kế phần cứng đảm nhận.

Các giải pháp trên cần được thực hiện theo lộ trình rõ ràng, có sự phối hợp chặt chẽ giữa các bộ phận thiết kế phần cứng, phần mềm và kiểm thử để đảm bảo hiệu quả và tính khả thi.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Sinh viên và nghiên cứu sinh ngành Kỹ thuật Điện tử - Vi xử lý
   Luận văn cung cấp kiến thức thực tiễn về thiết kế CPU trên FPGA, giúp nâng cao kỹ năng thiết kế phần cứng và hiểu sâu về kiến trúc MIPS.

2. Kỹ sư thiết kế phần cứng FPGA và vi xử lý
   Tài liệu chi tiết về thiết kế pipeline, tín hiệu điều khiển và mô phỏng giúp kỹ sư phát triển các dự án vi xử lý và hệ thống nhúng hiệu quả.

3. Giảng viên và nhà nghiên cứu trong lĩnh vực vi xử lý và FPGA
   Cung cấp cơ sở lý thuyết và thực nghiệm để tham khảo, phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về thiết kế vi xử lý và ứng dụng FPGA.

4. Doanh nghiệp và tổ chức phát triển công nghệ điện tử trong nước
   Tham khảo để xây dựng nền tảng thiết kế vi xử lý nội địa, nâng cao năng lực công nghệ và giảm phụ thuộc vào sản phẩm nhập khẩu.

Mỗi nhóm đối tượng có thể ứng dụng luận văn để đào tạo, nghiên cứu hoặc phát triển sản phẩm phù hợp với nhu cầu và mục tiêu riêng.

Câu hỏi thường gặp

1. FPGA là gì và tại sao lại chọn FPGA để thiết kế CPU?
   FPGA (Field Programmable Gate Array) là mạch tích hợp có thể lập trình lại nhiều lần, cho phép thiết kế các hệ thống số phức tạp với chi phí thấp và thời gian nhanh. FPGA phù hợp để thiết kế CPU vì tính linh hoạt, khả năng tái cấu trúc và hỗ trợ mô phỏng trước khi sản xuất.

2. Kiến trúc MIPS có ưu điểm gì so với các kiến trúc khác?
   MIPS là kiến trúc RISC với tập lệnh đơn giản, dễ hiểu, hỗ trợ pipeline hiệu quả, giúp tăng tốc độ xử lý và giảm độ phức tạp thiết kế. MIPS cũng có nhiều tài liệu và công cụ hỗ trợ, phù hợp cho nghiên cứu và ứng dụng.

3. Pipeline trong CPU hoạt động như thế nào?
   Pipeline chia quá trình thực thi lệnh thành nhiều giai đoạn (IF, ID, EX, MEM, WB), cho phép thực thi đồng thời nhiều lệnh ở các giai đoạn khác nhau, tăng thông lượng xử lý mà không làm tăng độ trễ của từng lệnh.

4. Tại sao luận văn chưa hỗ trợ xử lý ngắt?
   Xử lý ngắt là tính năng phức tạp cần thiết kế thêm module điều khiển và logic xử lý luồng chương trình. Luận văn tập trung vào thiết kế cơ bản và pipeline, việc bổ sung xử lý ngắt được đề xuất trong các nghiên cứu tiếp theo.

5. Làm thế nào để kiểm tra và mô phỏng thiết kế CPU trên FPGA?
   Sử dụng phần mềm ModelSim để mô phỏng các nhóm lệnh, kiểm tra tín hiệu điều khiển và kết quả thực thi. PCSpim dùng để kiểm tra tập lệnh MIPS. Cuối cùng, thiết kế được nạp lên kit FPGA Altera DE2-115 để thực nghiệm thực tế.

Kết luận

• Thiết kế CPU 32-bit theo kiến trúc MIPS trên FPGA với pipeline 5 tầng đã được thực hiện thành công, hoạt động ổn định ở tần số 2MHz.
• Mô phỏng và kiểm tra các nhóm lệnh R, I, J cho thấy độ chính xác thực thi trên 99%, tương thích với phần mềm PCSpim.
• Các ngoại vi GPIO, TIMER, UART được thiết kế và tích hợp hiệu quả trên kit FPGA, đáp ứng yêu cầu ứng dụng thực tế.
• Giới hạn hiện tại là chưa hỗ trợ xử lý ngắt, cần được phát triển trong các nghiên cứu tiếp theo để nâng cao tính năng và ứng dụng.
• Đề xuất mở rộng tần số hoạt động, bổ sung tập lệnh, xử lý ngắt và ngoại vi nâng cao nhằm hoàn thiện và phát triển CPU cho các ứng dụng đa dạng.

Luận văn là nền tảng quan trọng cho việc phát triển thiết kế vi xử lý nội địa, góp phần nâng cao năng lực công nghệ điện tử tại Việt Nam. Các bước tiếp theo bao gồm triển khai các đề xuất cải tiến và mở rộng tính năng, đồng thời ứng dụng trong các dự án thực tế. Độc giả và các nhà nghiên cứu được khuyến khích tham khảo và phát triển thêm dựa trên kết quả này.