【摘要】：受汽車電子、消費(fèi)類電子和工業(yè)等市場的推動,32位MCU市場正在持續(xù)的增長,開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的32位MCU具有重大意義。本文采用杭州中天微系統(tǒng)有限公司的嵌入式CPU CK510(CK-Core系列的一個型號)和AMBA2.0總線,集成若干常用的外圍功能模塊電路,完成一個32位MCU原型的RTL設(shè)計(jì),以搭建一個基于CK-Core的32位MCU設(shè)計(jì)平臺,為后續(xù)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行添加、裁減和優(yōu)化等32位MCU設(shè)計(jì)的工程化和實(shí)用化工作打下基礎(chǔ)。 論文給出了基于CK510和AMBA總線的32位MCU的總體架構(gòu),詳細(xì)分析了CK510的體系結(jié)構(gòu)、指令集、流水線結(jié)構(gòu)、編程結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)格式、中斷機(jī)制和總線接口,根據(jù)AMBA2.0總線(AHB/APB)協(xié)議設(shè)計(jì)了MCU的AHB/APB總線模塊。 論文研究了MCU上各個外圍模塊的工作原理,給出了包括SRAM控制器、Flash控制器、DDR控制器、DMA控制器、UART、中斷控制器、GPIO、Timer等在內(nèi)的各個模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、寄存器設(shè)計(jì),采用verilog HDL完成了各模塊的RTL設(shè)計(jì),并把CK510、AMBA總線和各外圍模塊集成為一個32位MCU原型的RTL設(shè)計(jì)。 論文通過集成相應(yīng)的仿真模型,完成了該MCU的TestBench設(shè)計(jì),在Linux操作系統(tǒng)下搭建了該MCU的驗(yàn)證平臺,結(jié)合Perl語言、C工具、System Verilog語言和測試用例,有針對性地完成了各個模塊的功能仿真。仿真結(jié)果表明,設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期的要求。
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TP368.1
【圖文】：

4 AMBA，其 AHB 部分支持 4 個 MASTER 和 8 個 AHB SLAVE， slave。而且設(shè)計(jì) AMBA 總線具有可擴(kuò)展性，根據(jù)以后的需要可以 和 16 個 AHB SLAVE。B MASTER 的四個 MASTER 分別為：MASTER0 為 dummy mast)，MASTER1 為 default master，MASTERR2 為 CK510 核，MASTEAVE 的 8 個 SLAVE 分別如表 2.1 所示：表 2.1AHB SLAVEAHB SLAVE0 BOOTROMAHB SLAVE1 SRAM ControllerAHB SLAVE2 DDR SDRAM ControllerAHB SLAVE3 APB bridgeAHB SLAVE4 無

AHB SLAVE5 RAM 簡單模型(驗(yàn)證 DMA)AHB SLAVE6 FLASH ControllerAHB SLAVE7 Default slave式 CPU由杭州中天微系統(tǒng)有限公司開發(fā)的基于 MCORE 指令集的高 CPU，CK510 是 CK-Core 系列的其中一款基。CK510 具有可重新綜合，易于集成等優(yōu)點(diǎn)。其結(jié)構(gòu)如圖 2.2[10]。

內(nèi)部的 Bypass 機(jī)制以及快速退休處理加速執(zhí)行速度。執(zhí)行單元（IU）：RF，EX 和 WB 三級流水線構(gòu)成指令執(zhí)行單元（IU），數(shù)據(jù)的和操作數(shù)前饋進(jìn)行高效地處理，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的指令發(fā)射。4 個退休緩沖器組通過步回收、按序退休和即時退休來高效實(shí)現(xiàn)指令的退休。編程模型10 擁有超級用戶模式和一般用戶模式兩種編程權(quán)限。在兩種用戶模式下有各自問權(quán)限。用戶模式只允許訪問指定的寄存器，例如 16 個 32 位通用寄存器和用于 MAC 寄存器等。超級用戶模式則可以訪問所有的寄存器，使用控制寄存器來進(jìn)行超中斷或異常發(fā)生時，處理器工作在超級用戶模式。此時 EPSR 或 FPSR 影子寄SR 的當(dāng)前值，然后置 PSR 的 S 位，是處理器進(jìn)入超級用戶模式。在異常處理操執(zhí)行 RTE 或者 RFI 指令，并且需要清空流水線。數(shù)據(jù)格式10 支持大端或小端數(shù)據(jù)組織格式，圖 2.3 為 CK510 對于內(nèi)存讀寫時的數(shù)據(jù)組織

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2773812