4位MCU VERILOG軟核設(shè)計(jì).pdf

1、作為集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)，從傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法到硬件描述語(yǔ)言的設(shè)計(jì)方法的轉(zhuǎn)換，已勢(shì)在必行。特別是結(jié)合實(shí)際工作項(xiàng)目，建立自己的IP庫(kù)，不斷創(chuàng)新，加快開(kāi)發(fā)力度，才能立足于競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的IC設(shè)計(jì)行業(yè)。 本課題的研究與實(shí)踐將有助于本公司建立在MCU方面自己的軟核。在此基礎(chǔ)上延伸公司的產(chǎn)品。作為傳統(tǒng)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)，缺少先進(jìn)設(shè)計(jì)方法的技術(shù)基礎(chǔ)和雄厚資金，能夠建立自己Top-down的設(shè)計(jì)流程，完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)都是需要循序漸進(jìn)的。本論文以此為基礎(chǔ)，把此款

2、MCU軟核應(yīng)用到紅外遙控發(fā)射系列電路的開(kāi)發(fā)。此軟核經(jīng)過(guò)了FPGA驗(yàn)證，并且完成了紅外遙控發(fā)射電路的樣品開(kāi)發(fā)，經(jīng)過(guò)了硅驗(yàn)證，目前處于出樣階段。帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)逐步建立了自己的Top-Down設(shè)計(jì)流程，并且繼續(xù)開(kāi)發(fā)出了8位的MOJ軟核，也應(yīng)用到實(shí)際電路中。 此微控制器設(shè)計(jì)的指令系統(tǒng)具有68條操作指令，是四位微處理器mcu的軟核，可以完成數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)操作、邏輯運(yùn)算、判斷比較、跳轉(zhuǎn)、查表和調(diào)用子程序等微操作。提供兩種工作方式的定時(shí)器。

3、 在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先制定了MCU的設(shè)計(jì)規(guī)范，定義了設(shè)計(jì)構(gòu)架和劃分了子模塊，對(duì)內(nèi)部寄存器進(jìn)行了定義；其次分析了指令表，合理設(shè)計(jì)了指令執(zhí)行的狀態(tài)機(jī)；然后完成序列狀態(tài)機(jī)模塊、數(shù)據(jù)通道模塊、總線控制模塊、定時(shí)器模塊等各個(gè)模塊的Verilog編碼設(shè)計(jì)；軟件人員開(kāi)發(fā)了遙控發(fā)射電路的程序，其后經(jīng)過(guò)了完全自檢測(cè)驗(yàn)證和FPGA原型驗(yàn)證。 本設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)為指令執(zhí)行狀態(tài)級(jí)的設(shè)計(jì)，每個(gè)指令周期包括8個(gè)機(jī)器時(shí)鐘周期，由取指、譯指、執(zhí)指、RAM讀、寄存