【摘要】： 本文采用自頂向下(Top-Down)的設(shè)計方法,給出了一個完整的RISC結(jié)構(gòu)8位單片機(jī)的電路IP核。系統(tǒng)在總線方面采用了數(shù)據(jù)總線與指令總線相分離的哈佛雙總線結(jié)構(gòu);在頂層時鐘資源的分配上采用了取址、譯碼執(zhí)行的兩級流水線結(jié)構(gòu);在指令系統(tǒng)方面采用了僅35條指令易于學(xué)習(xí)使用的精簡指令集方案。頂層上的這種設(shè)計思想,極大有利于硬件資源在全系統(tǒng)內(nèi)的共享,從而簡化了電路結(jié)構(gòu),并保證了指令執(zhí)行的單周期性,最終達(dá)到了降低功耗,提高系統(tǒng)運行速度的設(shè)計目的。 文中各章節(jié)分別對系統(tǒng)架構(gòu)、子模塊劃分、模塊設(shè)計與仿真、邏輯綜合以及系統(tǒng)仿真等內(nèi)容作了詳細(xì)的介紹。設(shè)計過程中,在不影響電路功能的前提下,本著結(jié)構(gòu)精簡的原則,以結(jié)構(gòu)優(yōu)化來提高速度,并優(yōu)化面積,盡可能減少實際使用的門數(shù),從而為降低功耗做出貢獻(xiàn)。 對地址多址器、控制器、算術(shù)邏輯單元等幾個模塊進(jìn)行的深入研究,改善了它們的電路結(jié)構(gòu),尤其是算術(shù)邏輯單元的改進(jìn),打破了系統(tǒng)性能提高的瓶頸。比較器控制電路的順利完成,將極大拓寬該單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域。 本人完成了全部前端設(shè)計工作,最終達(dá)到了與微芯公司PIC16C622完全兼容的目的,從而有利于其配套軟件的直接移植。研發(fā)工具主要為Cadence和Synopsys公司的相關(guān)設(shè)計工具。該課題的順利完成將為今后的片上系統(tǒng)開發(fā)奠定堅實基礎(chǔ)。
【圖文】：

芯片引腳圖

系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TP368.11

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本文編號：2607605