随着FPGA技术的几十年发展,迅速改变了数字逻辑设计与生产方式。配备高性能的ASIC和灵活的微处理器,使得FPGA在各个新领域的应用成为了可能。在微处理器日新月异发展的今天,微处理器作为电子系统的核心部分,其开发、设计、生产显得十分重要。应用FPGA进行微处理器的逻辑开发,可以快速实现设计,完善功能,缩短开发周期,节约开发成本,迅速实现产品生产。本文是基于FPGA的VLIW ("Very Long Instruction Word"的缩写,中文意思是“超长指令字”)微处理器的设计实现,是对64位的指令字和192位数据的VLIW微处理器进行操作处理,每64位指令字由三个并行操作构成。本文采用四级流水线技术,运用FPGA设计实现VLIW微处理器及其功能。根据VLIW微处理器的基本原理,将VLIW微处理器合理划分为五个主要部分,分别为取指模块、译码模块、寄存器堆、执行模块、写回模块。在每个模块下,部分模块再次进行划分处理,运用FPGA开发原理对各个模块进行功能实现,从而实现整个模块,最终实现VLIW微处理器和微处理器的功能。实现了VLIW微处理器对数据的空操作、加法操作、减法操作、乘法操作、装载操作、移动操作、读取操作、比较操作、异或操作、与非操作、或非操作、逻辑非操作、左移操作、右移操作、循环左移操作、循环右移操作。采用寄存器旁路通道技术解决了在VLIW微处理器执行模块和寄存器堆中的数据竞争和控制竞争问题。本文首先对VLIW微处理器的基本概念、特点、原理、架构等作了简要的介绍,介绍了流水线技术,简介了FPGA设计的基本方法和特点,阐述了VLIW微处理器设计的基本方案,仿真验证VLIW微处理器的16种操作功能,完成了最终VLIW微处理器设计。