8位RISC微处理器的设计

发布时间：2020-03-20 20:35

【摘要】： 8位微处理器是应用广泛的一类微处理器,而精简指令集(RISC)与以往的复杂指令集(CISC)相比,不仅简化了指令系统,而且是通过简化指令系统使计算机的结构更加简单合理,缩短了处理每条指令的周期,从而提高了运算速度。但目前市场上8位微处理器的主流产品仍然是国外的,所以我国应开发出更多具有自主知识产权的MCU产品。基于此基础上,本文对微处理器的设计做了有益的尝试。 本文通过对微处理器的体系结构、主要模块的内部结构,以及微处理器的工作原理的研究。完成了一款8位微处理器的设计及仿真验证,所设计的微处理器在指令上与EM78P153S相兼容,该指令集为精简指令集(RISC),包含56条指令,结构上采用哈佛结构。 实现上主要采用自顶向下的设计方法,用硬件描述语言Verilog HDL完成了所有功能模块的RTL级描述,通过ModelSim SE对代码进行仿真来验证其功能的正确性,并用Synplify对RTL级代码进行综合。 本文的创新之处是对数据通道的关键模块ALU中乘法器的设计,采用一种新的树型结构,有效的降低了传统华莱士树型结构的延迟,使延时降低了8%,从而提高了运行速度。
【图文】：

的空操作标示信号，来自指令译码模块，执行双周期指令时有效。当指令寄存器的第二级寄存器检测到skiP信号有效时，第一级寄存器预取指的指令被清零，插入NOP空操作指令，指令寄存器也输出空操作指令。下面图3.2、图3.3为指令寄存器的顶层模块和内部电路图。IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII·… … ------------------------------------- RRRESTTTTT…。一:7:。〕 {{{‘ ‘‘ ‘ ‘ --------- aaaluzzzzzzz， ， ， ，，，，，，，，，，，，，，，， RRRbbbbb，尸尸 IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIINST[12:0]]] ---------之之OMDATA【 12:0]]]]]]] FFFSR[5:0]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]， ，

指令译码器的门级网表
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP332

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本文编号：2592162