智能控制系统及其集成化设计

摘要

笔者主要是通过在芯片上实现智能控制系统来研究一下此类片上系统的设计方法学及其关键技术,采用了基于IP(Intelligent Property)模块的比较先进的TOP-DOWN的设计方法及进行了软硬件协同设计的尝试和研究,同时也研究了此类系统的系统验证和芯片测试.该文开发的电话机智能控制系统是典型的具有实用意义的内嵌微控制器式的智能系统,按照软硬件协同设计的设计流程,该文完成了与PIC16C64兼容的MCU CORE在VHDL语言RTL级的软核描述及FPGA硬件验证;完成了MCU CORE外围逻辑电路、存储器和模拟电路的设计及仿真,同时构建了硬件仿真系统完成系统验证,实现了软硬件协同仿真,并采用了内部嵌入自校验程序完成芯片测试,最终完成了该系统的芯片设计.

目录

文摘

英文文摘

概述

第一章电话机智能控制系统设计

1.SOC介绍

1.2.电话机智能控制系统介绍

1.3.软硬件划分

1.4.硬件模块

1.5.软件模块

第二章基于RISC-LIKE结构的8-BIT嵌入式MCU的设计实现

2.1.类-精简指令集计算机(RISC-1ike-Reduced Instruction Set Computer-like)结构

2.2.哈佛(Harvard)双总线结构

2.3.两级指令流水线结构

2.4.高速、低功耗设计

2.5.强大的I/0性能

2.6.指令格式

2.7.整个为控制器的硬件结构框图

2.7.1.存储器分配和接口

2.7.2.ALU处理模块

2.7.3.PC处理模块

2.7.4.中断机制

2.7.5.特殊功能部件

2.7.6.仿真结果及版图实现

第三章外围逻辑电路的设计实现

第四章存储器的设计实现

4.1内部RAM的设计实现

4.1.1RAM单元及I/O放大电路

4.1.2Timing单元

4.1.3译码单元的实现

4.2程序存储器ROM的实现

4.2.1预充电产生模块

4.2.2译码模块

4.2.3ROM单元及输出放大部分

4.3存储单元仿真结果及版图实现

第五章模拟部分的设计实现

5.1 LCD的设计实现

5.1.1驱动电压的产生(Bias)

5.1.2 COM的驱动逻辑

5.1.3 SEG的逻辑驱动

5.2 R/2R梯形网络式D/A转换器的设计实现

5.2.1关于运放的设计

5.2.2关于D/A的仿真结果

5.3模拟部分的版图实现

5.3.1 LCD部分的版图

5.3.2 D/A部分的版图

第六章软硬件协同仿真

6.1 系统验证简介

6.2 软硬件系统仿真设计

6.3具体实现过程

第七章芯片测试

第八章结束语

8.1 最终版图

8.2 结束语

致谢

参考文献