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时间:2019-02-26
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1、东北大学硕士学位论文基于FPGA的8051SOC设计姓名:农英雄申请学位级别:硕士专业:检测技术与自动化装置指导教师:石亚和20060201糸北大学硕士学位论文辐娶基于FPGA的8051SOC设计摘要本论文主要完成了8051SOC的设计,设计采用VHDL语言进行设计描述,并只.龟Xilinx公司的FPGA(XC3$400)上通过验证。同时研究SOC相关的设计思想以及fP设计和集成的方法。论文简单回顾单片机以及可编程逻辑器件的发展历程,并且阐述单片机与可编程逻辑器件相结合的SOC设计思想。同时较为完整地介绍SOC设计流程中的一些概念及原理。本文设计了8051常用外围器件的接口IP模块,包括:LC
2、D显示模块的驱动电路接口、键盘扫描及七段LED显示电路接口、一路8位的DAC(数模转换)以及⋯路12位的PWM(脉宽调制)。同时在FPGA中实现805l的64K×8bitROM以及64Kx8bit外部RAM,从而无糟在硬件外魏扩展程序存储器以及数据存储器。微处理器采用软805lIP,该IP与Intel公司的51系列单片机在指令系统上完全兼容。此外本设计还对该IP的串行通信模块进行改进,将原来单缓冲SBUF改进为具有16字节大缓冲的串行通信模式,提高了8051运行性能。通过修改8051IP参数,使得8051IP具有2个定时/计数器、2个串口通信。这样的设计增加了8051的功能,满足应用中多定时/
3、计数器、多串行通信接口的需求。805lSOC采用Wishbone共享总线(ShareBus)的连接方式,将各IP集成为一个系统。采用EDA工具对设计进行仿真、综合,并且下载到Xilinx公司的FPGA(XC3$400}上进行硬件验证。验证结果表明:设计运行良好。通过对8051SOC的研究,为以后进行更复杂的SOC设计积累了经验,同时也为今后进行基于m的SOC设计和验证提供了思路。论文最后总结了在设计中常遇到的一些问题的解决方法及经验体会。关键词:SOC;FPGA;IP;Wishbone总线:MCS8051东北大学硕士学位论文Abstract8051SOCDesignBasedonFPGAAbs
4、tractThispaperintroducesthedesignof8051SOC(SysmmOnChip).ThedesignisdescribedbyVHDL,andalsoimpldmentadonXilinxFPGA(XC3S400).ThedesignthinkingmadtechniqueofSOCandintegrationoflP(IntellectualProperty)arealsodiscussed.Inthepaper,itfirstlyintroducesthedevelopingofthesinglechipandtheprogramabledevice,also
5、introducestherelationbetweensinglechipandprogramabledeviceondesigningSOC.‘Inorder幻increasethefunctionoftheSOC,itdesignssomeinterfacesof8051’Speripheries,includingthedriveinterfaceofLCDdisplay,theinterfaceofkeyanddigitalLEDwithautomaticallyscanning,oneDAC(DigitaltoAnalogConversion)wi也8bitsandonePWM(P
6、ulse—WidthModulation)、撕t1112bits.Besidesthese.itimplementsthe64Kx8bitROMand64K×8bitRAMofthe8051intheFPGA.The8051SOCadoptssoft8051IPasmicroprocessor.TheIP{sbased011theIntel’51fordesign.Thedesignamelioratesthefunctionofserialcommunication,fromori#nalsingleSBuFto16Bytes.Itimprovestheperformanceofserial
7、communication.Andinordertoaddmoreserialcommunication,bymodifyingtheparameteroftherP,thenumberofserialcommunicationincreasesto2interfaces.Itmeetstheneedofapplication.Inthe8051SOC.eachIPCoreisconnectedb
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