基于RISC的8位微控制器的研究与设计

发布时间：2022-08-07 16:31

　　微控制器（MCU）是许多数字系统的核心部件,其控制复杂,对鲁棒性、面积、功耗、运算速度、功能等方面都有很高的要求,设计拥有自主知识产权的高性能MCU一直是集成电路设计领域一个富有挑战性的课题。本文的研究正是对此做一次有益的尝试和实践。本文深入细致地研究了Microchip技术公司的PIC16C5X系列微控制器的指令系统和系统结构,深入理解了微控制器的工作原理和设计方法,进而确定微控制器的总体结构,以及各层次模块的功能和结构。针对PIC16C5X系列微控制器不能适用于高速场合的需要,对其时序结构进行了改进设计,用单时钟代替原来的四相时钟技术,采用二级流水结构,配合指令的工作节拍,使指令执行周期缩短为单个时钟周期。另外,精心设计了微控制器的核心部件算术逻辑单元。通过以上改进,使其时钟频率高于PIC16C5X的最高时钟频率20MHz。本设计中采用硬件描述语言Verilog及自顶而下（Top-Down）的设计方法设计了改进型微控制器,通过搭建验证平台,采用交叉的验证方案对该MCU进行了验证。并从覆盖率角度衡量了整个设计中代码的优劣,为仿真验证过程增加了可信度。最后,采用Synplicity公司... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

PIC16C5X系列总体结构图

四相时钟工作时序图

四相时钟状态转换图

【参考文献】：
期刊论文
[1]中国集成电路市场回顾与展望[J]. 李珂.  电子工业专用设备. 2005(12)
[2]一种在电路SOC验证接口设计方法研究[J]. 王中伟,张盛兵,沈戈,赵勇.  微电子学与计算机. 2005(09)
[3]微处理器功能验证方法研究[J]. 郭阳,李暾,李思昆.  计算机工程与应用. 2003(05)
[4]基于多种EDA工具的FPGA设计[J]. 孙富明,李笑盈.  电子技术应用. 2002(01)
[5]测试自动化在MCU设计中的应用[J]. 刘方海,王晓蕾,栾铭.  微电子学与计算机. 2001(04)
[6]8位RISC微控制器IP软核的设计[J]. 李丽,高明伦,张多利,程作仁.  微电子学与计算机. 2001(03)
[7]MCU的发展及其趋势[J]. 喻德顺.  微处理机. 1996(03)



本文编号：3670660