MCU IP核設(shè)計(jì)及其在ZigBee模塊上的應(yīng)用.pdf

1、隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，IC設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了SoC時(shí)代。MCU IP核的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證是當(dāng)前SoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中必不可少的一部分。51系列 MCU一直都是工控領(lǐng)域主流的微處理器，所以本文以傳統(tǒng)51系列 MCU為基點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了與MCS51指令集兼容的8位 MCU IP核的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證。
　　本文在對(duì)51系列 MCU內(nèi)核結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)深入分析的基礎(chǔ)上，按照自頂向下的模塊化的設(shè)計(jì)流程，對(duì) MCU IP核中CPU，定時(shí)器，中斷控制器，串口控制器，S

2、PI接口等關(guān)鍵模塊進(jìn)行了詳細(xì)分析、研究和設(shè)計(jì)。完成了CPU模塊中譯碼器、寄存器堆、ALU、乘除法器的設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了具有十二個(gè)中斷源和兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷控制器。完成了具有四種工作方式，可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)和計(jì)數(shù)功能的定時(shí)/計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了串行接口和SPI接口的設(shè)計(jì)。
　　設(shè)計(jì)采用Verilog語言進(jìn)行描述，用ModelsimSE6.0進(jìn)行各模塊功能仿真，用ISE10.1集成開發(fā)環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)功能仿真和綜合。用Xilinx公司的ML5

3、07開發(fā)板作為硬件驗(yàn)證平臺(tái)，下載驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的MCU IP核。
　　本文還搭建了一個(gè)MCU IP核的應(yīng)用系統(tǒng)，使下載到 FPGA上的MCU IP核通過 SPI接口與ZigBee2420射頻模塊進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)了ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功能。
　　本文所設(shè)計(jì)的MCU IP核全面兼容 MCS51指令集，在指令的執(zhí)行效率和最高時(shí)鐘頻率上都優(yōu)于傳統(tǒng)的51。本 MCU IP核采用Verilog語言編寫，可讀性好，易于擴(kuò)展，易于移植，有一定