8位低功耗嵌入式微控制器設計及混合信號仿真.pdf

1、浙江大學碩士音位論義一8位低功耗嵌入式微擰制器設汁)IIn合信號仿真摘要本文在對PICL6C71和EM780156兩款MCi]的指令集和系統(tǒng)結構進行深入分析的基礎上，按照自頂向下的數字集成電路設計流程，完成了MCU2003微控制器的微體系結構的定義和各個功能模塊的劃分，建立了C語言參考模型。針對MCU設計的低功耗、低成本、高性能需求，本文對電路結構進行優(yōu)化，對時鐘切換和門控時鐘電路進行了比較深入的研究。本文首先建立了高度自動化的設計驗證

2、平臺，之后采用可綜合的硬件描述語臺’Verilog語b實現對MCU各個模塊的設計。軟件仿真平臺采用Synopsys的VCS，采用C模型作為功能驗證的參考模型。硬件驗證平臺用Xilinx的20萬門RIGAXC2S200pq2O8搭建。用SynopsysDesignCompiler完成綜合和測試掃描鏈插入時鐘樹綜合和布局布線1具采用CadenceSiliconEnsemble。在整個設計過程中，每個階段結束都進行了相應的驗證。在完成MCUA

3、!1試版本的基礎上，本文還用Synopsys的DiscoveryAMS建立了混和信號仿真平臺，在MCU中集成一個8位逐次逼近式AD轉換器，并且成功通過了混和信號仿真。本文還在MCU的設計過程中，數字集成電路自頂向下的設計流程進行了研究和探討。關鍵詞:MCU低功耗驗證設計流程指令集體系結構混和信號仿真晰江大李碩士李位格灰8位低功耗嵌入式微控制器設計膠混合信廿仿真第，章緒論互1.1當前微控制器設計和混合信號設計的潮流集成電路是信息技術產業(yè)群

4、的核心和基礎171。隨著信息技術產業(yè)的發(fā)展，集成電路的戰(zhàn)略地位越來越重要。近年來，世界信息產業(yè)得到高速發(fā)展，作為信息產品核心的集成電路，受電子產品市場發(fā)展的拉動，也將保持持續(xù)穩(wěn)定的增長。近年來，世界集成電路產業(yè)一直以34倍于國民經濟增長速度迅猛發(fā)展，新技術、新產l[I不斷涌現1391我國的集成電路產業(yè)經過30多年的發(fā)展，已經初具規(guī)模，但是還是一個幼稚的產業(yè)[381。我國設計的很多芯片，都僅處在實驗室階段，尚未得到市場認可。1.1.，八位

5、微處理器的發(fā)展微控制器簡稱MCU，它將ROMRAMCPUIO集成在同一個芯片中，可以為不同的場合做不同的組合控制[28][29][30]。微控制器經過這幾年不斷的研究開發(fā)，歷經4位，8位，到現在的32位甚至64位，其產品線已經非常成熟，應用范圍極其廣泛[381。目前國外大廠因為開發(fā)較早，產品線廣，技術領先，性能穩(wěn)定，而國內廠商則靠豐富的功能和低廉的價格取勝。因為生產工藝的改進，8位MCU因為與4位MCU成本相差無幾，所以8位MCU漸漸成

6、為市場主流1381。相對于32位MCU8位MCU更能滿足客戶對性能、成本及其他開銷的需求，并能降低費用。8位MCU大部份應用在電表、馬達控制器、電動玩具機、變頻式冷氣機、呼叫器、傳真機、來電辨識器(CallerID)電話錄音機、顯示器、鍵盤及USB等[381針對消費電子、通信、汽車電子等熱門應用領域的發(fā)展需要，8位MCU的主要走向表現在兒個方面[28112911301:一是降低功耗和成本，集成更多的模擬單兒二是不斷提高性能，以滿足便攜、