基于EM78指令系統(tǒng)的MCU核的設(shè)計研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、現(xiàn)代電子技術(shù)的飛速發(fā)展使得SOC(system-on-chip)成為IC(Integrated Circuit)設(shè)計的必然趨勢和主流。IP(Intellectual Property)核復(fù)用技術(shù)由于能大大提高SOC開發(fā)效率并降低設(shè)計成本逐漸成為一種主流的設(shè)計方法。而八位微處理器己經(jīng)成為IP庫中的重要成員，其嵌入式結(jié)構(gòu)正是SOC的一種重要實現(xiàn)技術(shù)和方法。本論文致力于一款與臺灣義隆公司的EM78系列單片機指令系統(tǒng)兼容的MCU(Micro C

2、ontroller Unit)核的設(shè)計，為將來開發(fā)具有特殊用途的集成電路以及實現(xiàn)系統(tǒng)集成奠定堅實的基礎(chǔ)。 本論文首先從正向設(shè)計的角度，對EM78微控制器中的CPU(CentralProcessing Unit)單元建立了一個Verilog硬件語言描述的IP模型。該模型的主要特點是采用哈佛體系結(jié)構(gòu)和指令流水線操作。采用RISC(Reduced Instruction Set Computing)結(jié)構(gòu)的精簡指令集，其指令長度為固定1

3、3位，一共57條指令，絕大部分為單周期指令，在設(shè)計中采用2級流水。這個IP模型主要由算邏運算模塊、PC指針模塊、時鐘產(chǎn)生模塊、譯碼模塊、取數(shù)、回寫和存儲器等8大模塊組成。論文中詳細介紹了各個子模塊的設(shè)計和仿真驗證。在完成子模塊的設(shè)計后，對整個設(shè)計的模型進行了功能仿真，仿真結(jié)果正確符合設(shè)計初衷。 但是由于整個正向設(shè)計采用了簡化的措施，相比于實際的電路還存在較大的差距。為了盡快完成整個MCU核的開發(fā)，趕上國際先進水平，需要借鑒和吸收

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