兼容6502微处理器ip开发与设计

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1、第1章绪论第1章绪论1.1课题的背景及意义1.1.1课题背景21世纪人类进入了信息时代，信息技术飞速发展。微处理器被广泛应用于国防、民用等各个方面，微处理器设计相关技术的发展，可以促进国内信息技术的发展，巩固国防安全。多年来，国内研究人员一直在努力开发拥有自己独立知识产权的微处理器。目前，这个努力有了初步的成果，我国已经有一批拥有独立知识产权的CPU，但与世界先进水平相比仍然相差较大。嵌入式微处理器是针对特定目标应用系统而开发的微处理器，在满足功能需求的前提下，进行了特定的结构或微结构方面的优化，与通用式微处理器相比，具有成本以及面积等方面的优势。嵌入式应用的性能和成

2、本范围十分广泛，从简单的、只支持固化应用程序的8位微控制器，到具有强大的图形图像和流媒体处理能力的32/64位微处理器或数字信号处理器。选择嵌入式微处理器有很多标准，其中，成本和性能是两个主要考虑方面。市场的需要迫使嵌入式微处理器设计者最大限度的去减少成本和产品面市时间，并同[1,2]时提高处理器的性能和集成度。在嵌入式处理器领域，没有一种处理器可以应用于所有领域，可供选择的处理器种类很多，其中主要包括ARM系列CPU、MIPS系列CPU、Motorola的68K系列及Hitachi的SuperH等。图1-1概括了嵌入式处理器的发展过程。在嵌入式系统领域，8位和16位

3、处理器一直占有垄断地位。由于8/16位的嵌入式处理器结果简单，所以常常并不被称为处理器，而是被称为微控制器。随着嵌入式应用对系统性能要求越来越高，嵌入式系统业越来越复杂，嵌入式微处理器的性能也与日俱增。许多嵌入式处理器结构从过去的主要用于桌面系统的结果（如MIP、SSPARC等）中衍生出来，与桌面处理器之间的不同也不再仅仅局限于寄存器组织、基本指令集、流水线结果，而扩展到了诸如功耗、成本、外设集成[3,4]度、中断响应时间、片上RAM或ROM的容量等诸多问题。-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文MIPS300150~180100高性能嵌入式高性能处理器60~80嵌入式

4、具有丰处理器富的多嵌入式处包括DSP媒体处40嵌入式控理器包括功能单理能力嵌入式控制器包括乘法器元20制器包括DSP功能低端嵌入外设、乘单元式系统法器微控制器微处理器图1-1嵌入式微处理器的发展Fig.1-1Developmentofembeddedmicroprocessor1.1.2课题意义我国在微处理器方面的设计远远落后于发达国家，国产微处理器品种很少，市场占有率很低。国内从事微处理器开发的相关企业大部分都是采用进口的芯片，一方面，这是由于业界都已经习惯于以其的产品不原意采用新的芯片，另一方面，国产微处理器的性能无法满足客户的需求且大部分国产单片机为逆向设计所得

5、没有自主知识产权。综合考虑国内市场行情和CISC结构的特点，开发出一款高性价比的8位单片机不仅可以提升8位微处理器的[5]设计能力，具有实际意义。同时，知识产权核（IntellectualProperty，IP）在开发和应用上都具有其独到的优势。例如，开发工作量相对较少。开发成本低，灵活性大，并容易进行工艺移植，且性能可以不断提高等等，基于以上因素，确定本论文的[6,7]目标：开发兼容6502嵌入式微处理器IP。--2第1章绪论1.2国内外研究现状1.2.1SoC与IP技术随着超大规模集成电路技术的发展，SoC和IP技术越来越成为IC业界广泛关注的焦点。基于IP的So

6、C技术以其易于增加新功能和上市时间短的优势，成为当前以及今后一段时间内主要的IC设计方法。SoC技术是指将系统的多种功能模块集成到单一的半导体芯片上的技术。这些功能模块，诸如CPU、DSP、用户定义的逻辑单元（UDL）等，都曾是具有完整功能的IC产品，现在这些模块以“核”（core）的形式嵌入SoC之中，他们就是所谓的[8]IP。SoC将电路系统设计的可靠性、低功耗等都解决在IC设计之中，把过去许多需要系统设计解决的问题集中在IC设计中解决。系统设计工程师可以集中精力研究对象领域中的问题。SoC是现代电子系统设计的重要选择。IP作为实现SoC设计的主要途径和核心技术，

7、已经成为ASIC设计方法学中的科学分支。1997年，CICC(CustomICconference，转用IC国际年会)的“单元建库”论文分册首次出现有关IP的报道，而第二年CCIC年会的IP论文数量已经发展到三个分册。同年，“半导体战略论坛’98”（SiliconStratergies’98）则组织了IP专题国际研讨会。到1999年更进一步发展到“ASICStatus’99”的论文总量的三分之一都是讨论IP的文章。最著名的微电子国际年会“半导体战略论坛”（SiliconStrategies）于1998年3月16日至17日在美国加州的硅谷（SanJos