兼容51指令的8位MCU IP CORE開(kāi)發(fā).pdf

1、當(dāng)前，在微電子領(lǐng)域正在發(fā)生一場(chǎng)前所未有的變革，這場(chǎng)變革是由片上系統(tǒng)(SOC)技術(shù)的研究發(fā)展引起的，從技術(shù)層面看SOC技術(shù)是超大規(guī)模集成電路發(fā)展的必然趨勢(shì)和產(chǎn)物。它以超深亞微米VDSM(Very Deep Submicron)工藝和知識(shí)產(chǎn)權(quán)IP核復(fù)用技術(shù)為支撐。在眾多的IP核中，MCU(微控制器)核以其在SOC中嵌入后，能充分發(fā)揮其處理靈活、軟件可升級(jí)、硬件開(kāi)銷少的特點(diǎn)，成為SOC最具研究?jī)r(jià)值的IP核。INTEL公司的MCS-51系列MC

2、U是目前國(guó)內(nèi)使用時(shí)間最長(zhǎng)、架構(gòu)最經(jīng)典，應(yīng)用最廣的8位MCU。 本文設(shè)計(jì)了一個(gè)可用于SOC系統(tǒng)的MCU核。此核指令集完全兼容于MCS-51系列的微控制器，核內(nèi)包含一個(gè)8位的CPU，兩個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)UART，4組8位的并行10口以及256BYTE的RAM，數(shù)據(jù)總線和指令總線相分離的哈佛總線結(jié)構(gòu)使片外RAM和ROM分別可以擴(kuò)展到64KB。 此IP核在設(shè)計(jì)過(guò)程中，ALU單元采用純組合邏輯實(shí)現(xiàn)，按照所實(shí)現(xiàn)的算術(shù)和邏輯

3、運(yùn)算指令，分為加/減模塊，乘法模塊，除法模塊，十進(jìn)制調(diào)整模塊，邏輯運(yùn)算模塊，以及多路選擇模塊?？刂茊卧捎眯碌腜LA硬布線邏輯代替微程序控制邏輯。指令狀態(tài)機(jī)采用全新的指令時(shí)序以及指令實(shí)現(xiàn)方式，并且狀態(tài)機(jī)的組合邏輯和時(shí)序邏輯分開(kāi)設(shè)計(jì)以此來(lái)提高狀態(tài)機(jī)效率。 IP CORE的各個(gè)模塊都采用VHDL硬件描述語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)，具有較好的移植性。各個(gè)模塊單元以及整合后的CORE在MENTOR公司的MODELSIM軟件中通過(guò)了RTL級(jí)功能仿真。在