基于SOPC技术的专用MCU设计

发布时间：2017-05-09 14:10

  本文关键词：基于SOPC技术的专用MCU设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着电子与通信技术的快速发展,“物联网”这个名词已出现在人们的视野里,这暗示着生活中的事物正在向着自动化、智能化和人性化的方向发展,在这个过程中,控制电子设备的MCU发挥着重要的作用。由于现实中的应用环境各异,对MCU的性能、稳定性和成本都提出了要求,因此专用MCU应运而生。需求的多样性向专用MCU的设计提出了挑战,更好地复用已有的成果,更好地根据需求对设计进行专用化定制,成为专用MCU设计领域追求的目标。 本文首先对SOPC技术和Verilog HDL进行了介绍,然后对ARMv4体系结构的指令系统,中断系统进行了分析。将ARMv4支持的指令按照指令生成操作数方式和其完成的功能分成21类,对每一类指令的执行流程进行了详细的分析说明,并对ARMv4支持的7种异常中断的触发机制和处理过程进行了说明。 在分析ARMv4体系结构的基础上,提出本文将要设计的专用MCU的整体功能和基本结构,将专用MCU划分为专用MCU基础结构和功能模块两大部分。然后按照SOPC技术的开发流程,采用Verilog HDL,分别对上述两部分进行设计与实现。设计专用MCU基础结构设计时,在传统的三级流水线模型的基础上,对读RAM指令的实现做出改进,通过对指令执行过程进行抽象建立指令运算模型。最后将专用MCU基础结构和功能模块进行集成,完成了专用MCU硬件的设计。 为了验证本文设计的专用MCU的逻辑功能,应用Keil编写测试程序,在测试平台中加载测试程序,观察程序运行时专用MCU基础结构和功能模块的工作情况,完成对专用MCU的测试验证,完成功能仿真之后,将设计下载到FPGA中,对比仿真结果对设计的功能进行验证。
【关键词】：MCU SOPC IP ARMv4 中断系统 指令集 流水线
【学位授予单位】：福建师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP332
【目录】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-4
• 中文文摘4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-11
• 1.1 选题的背景与意义7
• 1.2 国内外研究现状7-8
• 1.3 论文的主要研究内容及结构安排8-9
• 1.4 本章小结9-11
• 第二章 专用MCU设计的相关技术11-25
• 2.1 SOPC技术11-12
• 2.2 硬件描述语言12
• 2.3 ARMv4体系结构12-24
• 2.3.1 寄存器堆结构13-15
• 2.3.2 中断系统15-16
• 2.3.3 指令集16-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第三章 专用MCU设计的方案与要求25-29
• 3.1 专用MCU系统结构图25-26
• 3.2 设计流程26-27
• 3.3 设计要求27
• 3.4 本章小结27-29
• 第四章 专用MCU的设计与实现29-63
• 4.1 专用MCU基础结构的设计与实现29-59
• 4.1.1 IP核的模型设计29-40
• 4.1.2 IP核的实现40-56
• 4.1.3 存储器模块设计与实现56-58
• 4.1.4 构建专用MCU基础结构58-59
• 4.2 功能模块59-61
• 4.3 配置功能模块构建专用MCU61-62
• 4.4 本章小结62-63
• 第五章 专用MCU的仿真测试63-73
• 5.1 仿真测试的内容与要求63
• 5.2 仿真环境构建63-67
• 5.2.1 仿真测试平台63-65
• 5.2.2 测试程序设计65-67
• 5.3 仿真与结果分析67-69
• 5.4 下载与验证69-71
• 5.5 本章小结71-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 附录75-79
• 参考文献79-83
• 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果83-85
• 致谢85-87
• 个人简历87-89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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  本文关键词：基于SOPC技术的专用MCU设计，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：352641