具有jtag调试功能的minisys-1a处理器的设计与实现

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1、DESIGN舳IMPLEMENTATION万方数据OFMINISYS一1APROCESSOR、入ⅡTHJTAGDEBUGGINGFEATUI迮SADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYBMWei-yaSupervisedby≥iupervlsedbyAssociateProf．YANGQuart—shengSchoolofComputerScienceandEngineeringSoutheastUniversityJu

2、ne2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：』主!垒盘兰日期：21兰：』!≥东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本

3、人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名／丑垒垂里导师签名：琏鲞堕堑L日期：型、)万方数据摘要当前，SoC设计领域的竞争日趋激烈。开发自主的处理器核、核心IP以及总线架构，将使我国的SoC发展更具竞争力。国内不少研究所和高校都在研制开发自主的SoC，东南大学也不例外。经过多年的努力，东南大学计算机学院开发出了一种嵌入式SoC系统——MI血Sys。它采用了MIPS32位

4、指令集中的31条指令，包含一个以32位RISC型流水处理器、七种简单的接口以及相关白鲧统软件。本文针对MiniSys的三个关键问题展开，设计并实现了MiniSys-lA系统，重点研究了基于JTAG的调试系统。首先，本文制订了MiniSys一1A指令集，设计并实现了基于该指令集的MiniSys．1ACPU。该CPU包含多周期专用乘除法运算模块，弥补了其处理乘除运算方面的缺失。其次，本文设计并实现了一个专用的SDRAM控制器。它能够完成对SDRAM的初始化、读、写、刷新、预充的操作，实现了对SDRAM的控制，扩大了存储器存储空间。最后，本文设计并实现了基于JTA

5、G的调试系统。该调试系统与MiniSys一1ACPU、MiniSys-1ABUS相结合，可以读写MiniSys一1ACPU内部寄存器，可以读写MiniSys．1A存储器。整个系统使用Quartus9．1开发，乘除法运算单元和调试系统通过了仿真测试，SDRAM控制器模块通过了下载测试。测试结果表明上述功能符合预期。关键字：MiniSys．1A,乘除法运算单元，SDRAM控制器，调试系统万方数据AbstractAtpresent,therearefiercecompetitionsinSoCdesign．Itisveryimportantforourcountr

6、ytodevelopindependentprocessorcore,IPcoreandbusarchitecture．Inthatcase，thedevelopmentofSoCdesigninOurcountrywillbecomemorecompetitive．ManyresearchinstitutesandcollegesaledevelopingtheirownSoC，includingSoutheastUniversity．ComputerScienceandEngineeringCollegeofSEUhavedevelopedaSoCemb

7、eddedsystemcalledMiniSysuntilnow．Ituses31instructionsofMIPS32．-bitInstructionSet,includinga32··bitRISCpipelineprocessor,sevensimpleinterfacesandrelatedsystemsoftware．Inthisthesis，threekeyissuesofMiniSysarediscussedandtheMiniSys一1Asystemisdesigned．ThedebuggingsystembasingOilJTAGisth

8、eemphasis．Firstofall，MiniS