一种可重构的嵌入式微控制器系统的研究与设计

摘要

随着我国经济的不断发展,处理器在许多领域发挥着极其重要的作用,传统的处理器已经不能够满足越来越高的应用要求,因此,混合信号处理器应运而生。可重构混合信号处理器片上集成了数字处理模块和模拟处理模块,可以同时处理模拟和数字两种不同类型的信号,大大提高了处理速度和集成度,降低了功耗,使得系统的性能也更加稳定,并且,在系统运行过程中可以通过编程重新配置,达到功能改变的效果。
　　本论文所设计的嵌入式微控制器系统作为可重构混合信号处理器的重要组成部分,其性能有着至关重要的影响。本论文首先分析了混合信号处理器的系统架构,着重讨论了其中微控制器系统的结构和原理。它由自启动模块、微控制器核、片内SRAM组成,使用片外EEPROM传输指令至片内SRAM的方式,执行指令并正确的输出结果。
　　本论文还分析了可重构模块的结构和设计。可重构模块由串行外设接口(SPI)模块和可重构寄存器组构成。微控制器通过SPI模块传输数据配置寄存器组,从而改变系统的功能。此外,论文还介绍了一种动态可重构技术的实现方式,由可重构硬件和控制模块构成,可以在系统运行过程中根据运行状态自动的改变功能,无需外部重新配置。
　　整个芯片采用SMIC0.8-μmCMOS混合信号工艺流片,面积为1.06mm2,工作电源电压为1.8V。测试结果表明,系统能够正确的执行指令,并且能够配置可重构寄存器组,完成所需要的操作。