本文關鍵詞：基于SOPC技術的專用MCU設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電子與通信技術的快速發(fā)展,“物聯(lián)網(wǎng)”這個名詞已出現(xiàn)在人們的視野里,這暗示著生活中的事物正在向著自動化、智能化和人性化的方向發(fā)展,在這個過程中,控制電子設備的MCU發(fā)揮著重要的作用。由于現(xiàn)實中的應用環(huán)境各異,對MCU的性能、穩(wěn)定性和成本都提出了要求,因此專用MCU應運而生。需求的多樣性向專用MCU的設計提出了挑戰(zhàn),更好地復用已有的成果,更好地根據(jù)需求對設計進行專用化定制,成為專用MCU設計領域追求的目標。 本文首先對SOPC技術和Verilog HDL進行了介紹,然后對ARMv4體系結構的指令系統(tǒng),中斷系統(tǒng)進行了分析。將ARMv4支持的指令按照指令生成操作數(shù)方式和其完成的功能分成21類,對每一類指令的執(zhí)行流程進行了詳細的分析說明,并對ARMv4支持的7種異常中斷的觸發(fā)機制和處理過程進行了說明。 在分析ARMv4體系結構的基礎上,提出本文將要設計的專用MCU的整體功能和基本結構,將專用MCU劃分為專用MCU基礎結構和功能模塊兩大部分。然后按照SOPC技術的開發(fā)流程,采用Verilog HDL,分別對上述兩部分進行設計與實現(xiàn)。設計專用MCU基礎結構設計時,在傳統(tǒng)的三級流水線模型的基礎上,對讀RAM指令的實現(xiàn)做出改進,通過對指令執(zhí)行過程進行抽象建立指令運算模型。最后將專用MCU基礎結構和功能模塊進行集成,完成了專用MCU硬件的設計。 為了驗證本文設計的專用MCU的邏輯功能,應用Keil編寫測試程序,在測試平臺中加載測試程序,觀察程序運行時專用MCU基礎結構和功能模塊的工作情況,完成對專用MCU的測試驗證,完成功能仿真之后,將設計下載到FPGA中,對比仿真結果對設計的功能進行驗證。
【關鍵詞】：MCU SOPC IP ARMv4 中斷系統(tǒng) 指令集 流水線
【學位授予單位】：福建師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP332
【目錄】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-4
• 中文文摘4-5
• 目錄5-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 選題的背景與意義7
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 論文的主要研究內容及結構安排8-9
• 1.4 本章小結9-11
• 第二章 專用MCU設計的相關技術11-25
• 2.1 SOPC技術11-12
• 2.2 硬件描述語言12
• 2.3 ARMv4體系結構12-24
• 2.3.1 寄存器堆結構13-15
• 2.3.2 中斷系統(tǒng)15-16
• 2.3.3 指令集16-24
• 2.4 本章小結24-25
• 第三章 專用MCU設計的方案與要求25-29
• 3.1 專用MCU系統(tǒng)結構圖25-26
• 3.2 設計流程26-27
• 3.3 設計要求27
• 3.4 本章小結27-29
• 第四章 專用MCU的設計與實現(xiàn)29-63
• 4.1 專用MCU基礎結構的設計與實現(xiàn)29-59
• 4.1.1 IP核的模型設計29-40
• 4.1.2 IP核的實現(xiàn)40-56
• 4.1.3 存儲器模塊設計與實現(xiàn)56-58
• 4.1.4 構建專用MCU基礎結構58-59
• 4.2 功能模塊59-61
• 4.3 配置功能模塊構建專用MCU61-62
• 4.4 本章小結62-63
• 第五章 專用MCU的仿真測試63-73
• 5.1 仿真測試的內容與要求63
• 5.2 仿真環(huán)境構建63-67
• 5.2.1 仿真測試平臺63-65
• 5.2.2 測試程序設計65-67
• 5.3 仿真與結果分析67-69
• 5.4 下載與驗證69-71
• 5.5 本章小結71-73
• 第六章 總結與展望73-75
• 附錄75-79
• 參考文獻79-83
• 攻讀學位期間承擔的科研任務與主要成果83-85
• 致謝85-87
• 個人簡歷87-89

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：基于SOPC技術的專用MCU設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：352641