八位嵌入式RISC MCU IP核设计研究

摘要

现代信息技术的高速发展使得SOC(片上系统)逐渐成为IC设计的发展趋势.而IP核复用技术由于能大大提高SOC开发效率并降低设计成本逐渐成为一种主流的设计方法.该文的研究课题一八位嵌入式RISC MCU IP核的设计正是对此进行的一次有益的尝试与实践.该文对PICl6C6X单片机系统结构、指令系统和系统时序进行了分析,并且在此基础上对精简指令集MCU IP核进行顶层功能和结构的定义与划分,建立了一个可行有效的RISC MCU IP核模型该文将MCU IP核划分为数据通道与控制通道两部分,采用ASIC设计中的高层次设计方法,使用硬件描述语言Verilog HDL对这两部分的各功能模块进行了设计描述;利用多种EDA工具对整个系统进行了仿真验证与综合.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1研究的背景和意义

1.2 SOC与IP技术

1.3论文的主要内容

第二章设计方法与设计流程

2.1数字系统高层次设计

2.1.1高层次综合、模拟及测试设计技术

2.1.2自顶向下设计方法与设计流程

2.1.3硬件描述语言

2.1.4高层次设计技术优点

2.2 MCU IP核设计流程

第三章MCU IP核总体结构与指令集分析

3.1 MCU IP核结构设计

3.1.1 MCU核结构的顶层划分

3.1.2 RISC MCU总体结构

3.2 RISC MCU时序设计

3.2.1其它微控制器及微处理器时序比较

3.2.2 二级流水线设计

3.3指令系统分析

3.3.1指令格式

3.3.2寻址方式

3.3.3指令执行的基本流程

3.4小结

第四章MCU IP核数据通道设计

4.1 ALU的设计与实现

4.2存储器设计

4.3指令寄存器模块

4.4小结

第五章MCU IP核控制通道设计

5.1两种控制器设计方法

5.2硬布线控制的结构与函数

5.3基于微操作的硬布线控制设计方法

5.4基于数据通道指令流程图的硬布线控制设计方法

5.4.1基于数据通的道指令流程图

5.4.2指令译码设计

5.4.3硬布线控制逻辑设计

5.4.4硬布线控制逻辑主要控制信号

5.5小结

第六章仿真与综合

6.1系统的Verilog HDL描述

6.2 MCU IP核的仿真验证

6.2.1仿真验证方法

6.2.2各模块功能仿真结果

6.2.3指令集测试

6.3 MCU IP核的综合

6.3.1综合的过程

6.3.2综合的约束

6.3.3 MCU IP核综合结果

结束语

参考文献

致谢

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