八位risc微控制器ip核设计

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1、西北工业大学硕士学位论文八位RISC微控制器IP核设计姓名：王京申请学位级别：硕士专业：电路与系统指导教师：谢松云20060301西北工业大学硕士学位论文摘要集成电路的设计进入片上系统(SOC)的设计，但随着片上系统的规模越来越大，进入深亚微米以后，问题已不在是单个芯片是否有能力容纳系统设计，而是设计如何跟上芯片设计复杂性的增长步伐，以及如何满足激烈的市场竞争对产品上市时间越来越苛刻的要求，在片上系统设计变得异常复杂的今天，基于芯核的设计己成为EDA发展的必然趋势。开发具有自主知识产权的IP核(IrLtellectualProperty)则更具有广泛的应用前景。它具有很高的

2、通用性和灵活性，可以通过软件编程完成不同特定的功能，可以任意使用在各种嵌入式微控制系统中。嵌入式IP核的应用，由于重用设计思想和设计知识，极大地降低了设计成本，缩短了设计周期，成为当今片上系统的重要设计手段。MieroChip公司的PIC系列MCU目前应用比较广泛、功能比较强大，建立PICMCU可综合IP核对于各种嵌入式系统和片上系统(SOC)的应用具有重要意义，加快了电子系统的设计周期。本文的研究课题《八位RISC微控制器IP核的设计》正是对此进行的一次有益的尝试与实践。本文深入分析了PICl6C5×系列单片机系统结构、指令系统和系统时序，把握了微控制器的设计思想，并且在

3、此基础上对精简指令集MCUIP核进行顶层功能和结构的定义与划分，采用自顶向下的数字系统设计方法，建立了一个可行有效的RISCMCUIP核模型，设计包含大部分PIC系列单片机大部分指令，采用二级流水线结构，提高了指令的执行效率。采用IP核重用技术和当前流行的,Vefilog硬件描述语言设计，使用高层综合的方法，对各个模块进行设计描述，利用多种EDA工具对整个系统进行了仿真，综合和验证，验证结果表明：所设计的MCUIP核能够准确无误的执行所有指令，并且达到了PICl6C5×系歹1jMCU的性能要求。关键词：IP核，微控制器，片上系统西北_E业大学硕士学位论文AbstractTh

4、edesignforIC(integratedcircuit)hasalreadyreachedintothelevelofdesigningaSOC(systemonchip)．However,withtheincreasingscaleofSOC，theproblemisnotwhetherachipisabletOaccommodatetothedesignforacomplexsystem，buthowthedesigncatchesupwithincreasingspeedofcomplexityfordesigningachipandmeetsrequireme

5、ntsthatthefiercemarketcompetitionisstrictwiththetimethatproductscomeintomarket．Nowadays，adesignbasedchipcoresbecomesatrendtowardstheEDAdevelopment．ItispromisingtodevelopIP(IntellectualProperty)coreswithindependentintellectualpropertyfight．TheIPcorecanbesetafferentfunctionbyprogrammingwitll

6、software．andusedinvariousembeddedMCUsystem．TheapplicationofembeddedIPcore，whichreducedthecostandperiodofdesign，hasbecomeanimportantpresentdesignmethodofSOC．ThePICMCUseriesareappliedwidelynowadaysandhasstrongfunction．ItissignificantforvariousembeddedsystemandSOCtobuildPICMCUIPcore，hencether

7、esearch‘‘thedesignof8-bitMCUIPcorewithRISCarchitecture”isausefulattemptandpractice．Duringthedesign，thesystemarchitecture，instructionsystemandsystemtimingofPICl6C5×seriesMCUwereanalyzedfirsfly，andthentheentireMCUcoreWaspartitioned、Ⅳimatop-downmethodologythatsys