本文關鍵詞：基于Synopsys的8051單片機IP核的設計

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【摘要】：芯片設計行業(yè)現(xiàn)在面臨著功能要求越來越復雜、設計周期越來越短、成本高等前所未有的巨大挑戰(zhàn),基于IP復用的數(shù)字IC設計技術能夠有效應對這一系列挑戰(zhàn)。盡管嵌入式系統(tǒng)開發(fā)技術飛速發(fā)展,但低端應用市場還是非常需要8位微控制器。Intel公司的MCS-51系列單片機雖是我國應用最廣的8位微控制器,但因其資源有限、速度稍慢、功耗較大等因素,已難以滿足一些場合的需要�？删幊痰摹⒖蓮陀玫脑鰪娦�8051單片機IP核隨之成為設計主流。 本文首先分析了經(jīng)典8051單片機的功能、結構和指令系統(tǒng),確定了8051單片機IP核的總體功能需求,給出了8051單片機指令系統(tǒng)的優(yōu)化設計方案,規(guī)劃了8051單片機IP核的總體結構,明確了8051單片機IP核自上而下的總體設計方法與流程。所設計的8051單片機IP核由算術邏輯運算單元模塊、控制模塊、片內數(shù)據(jù)存儲器模塊、定時器/計數(shù)器模塊、串行端口模塊、中斷處理模塊等組成。然后使用VHDL語言對8051單片機IP核進行了分模塊和總體的設計描述。接著,借助ModelSim測試平臺對8051單片機IP核進行了各層次的軟件仿真,基于Quartus Ⅱ和FPGA對所設計的8051單片機IP核進行了硬件測試。最后,使用Synopsys軟件的Design Compiler工具對8051單片機IP核進行了綜合優(yōu)化,直至滿足設定的時序和面積約束。 經(jīng)過軟件仿真與硬件測試可知,所設計的8051單片機IP核的指令系統(tǒng)與標準MCS-51系列單片機兼容,功能上與標準MCS-51系列單片機無異,存儲空間大于標準MCS-51系列單片機,性能優(yōu)于標準MCS-51系列單片機,尤其是最高時鐘頻率和指令執(zhí)行效率上有了很大改進。因此,本設計具有一定的實際應用價值。
【關鍵詞】：51單片機 IP核 ModelSim FPGA Synopsys 綜合優(yōu)化
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP368.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-13
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內外研究動態(tài)10-12
• 1.2.1 國外發(fā)展及研究動態(tài)10-11
• 1.2.2 國內發(fā)展及研究動態(tài)11-12
• 1.3 論文主要工作12-13
• 第2章 經(jīng)典8051單片機的指令系統(tǒng)和結構功能13-27
• 2.1 8051單片機的功能特點13-14
• 2.2 8051單片機指令系統(tǒng)14-23
• 2.2.1 指令尋址方式15
• 2.2.2 指令功能分類15-21
• 2.2.3 指令時序21-23
• 2.3 經(jīng)典8051單片機結構分析23-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第3章 8051單片機IP核的總體設計27-32
• 3.1 8051單片機IP核的功能定義與描述27-28
• 3.2 8051單片機指令系統(tǒng)的優(yōu)化設計28
• 3.3 8051單片機IP核的總體結構設計28-30
• 3.4 8051單片機IP核的總體設計方法與流程30-31
• 3.5 本章小結31-32
• 第4章 8051單片機IP核各模塊RTL代碼級設計32-49
• 4.1 算術邏輯運算單元模塊的RTL代碼級設計32-37
• 4.2 控制模塊的RTL代碼級設計37-39
• 4.3 定時器/數(shù)器模塊的RTL代碼級設計39-41
• 4.4 串行模塊的RTL代碼級設計41-42
• 4.5 存儲器模塊的RTL代碼級設計42-47
• 4.6 8051單片機IP核的整體設計47-48
• 4.7 本章小結48-49
• 第5章 8051單片機IP核的軟件仿真與硬件測試49-55
• 5.1 8051單片機IP核的驗證規(guī)劃與流程49
• 5.2 8051單片機IP核的軟件仿真與分析49-51
• 5.3 基于QuartusⅡ和FPGA的8051單片機IP核硬件測試51-54
• 5.4 本章小結54-55
• 第6章 基于Synopsys的8051單片機IP核的綜合優(yōu)化設計55-67
• 6.1 Synopsys軟件概述55
• 6.2 基于DC工具的綜合優(yōu)化方法與流程55-57
• 6.3 8051單片機IP核的綜合優(yōu)化過程57-66
• 6.3.1 綜合優(yōu)化環(huán)境的建立57-58
• 6.3.2 設計約束58-63
• 6.3.3 結果分析63-66
• 6.4 本章小結66-67
• 第7章 結論與展望67-69
• 參考文獻69-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它科研成果71-72
• 致謝72

【共引文獻】

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2 江作杰;葛毅敏;董金明;;基于FPGA的集成電路IP開發(fā)[A];全國第一屆信號處理學術會議暨中國高科技產業(yè)化研究會信號處理分會籌備工作委員會第三次工作會議�？痆C];2007年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前9條

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本文編號：1089283