本文關(guān)鍵詞：基于SOPC技術(shù)的專用MCU設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著電子與通信技術(shù)的快速發(fā)展,“物聯(lián)網(wǎng)”這個(gè)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(dòng)化、智能化和人性化的方向發(fā)展,在這個(gè)過程中,控制電子設(shè)備的MCU發(fā)揮著重要的作用。由于現(xiàn)實(shí)中的應(yīng)用環(huán)境各異,對(duì)MCU的性能、穩(wěn)定性和成本都提出了要求,因此專用MCU應(yīng)運(yùn)而生。需求的多樣性向?qū)Ｓ肕CU的設(shè)計(jì)提出了挑戰(zhàn),更好地復(fù)用已有的成果,更好地根據(jù)需求對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行專用化定制,成為專用MCU設(shè)計(jì)領(lǐng)域追求的目標(biāo)。 本文首先對(duì)SOPC技術(shù)和Verilog HDL進(jìn)行了介紹,然后對(duì)ARMv4體系結(jié)構(gòu)的指令系統(tǒng),中斷系統(tǒng)進(jìn)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(duì)每一類指令的執(zhí)行流程進(jìn)行了詳細(xì)的分析說明,并對(duì)ARMv4支持的7種異常中斷的觸發(fā)機(jī)制和處理過程進(jìn)行了說明。 在分析ARMv4體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,提出本文將要設(shè)計(jì)的專用MCU的整體功能和基本結(jié)構(gòu),將專用MCU劃分為專用MCU基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和功能模塊兩大部分。然后按照SOPC技術(shù)的開發(fā)流程,采用Verilog HDL,分別對(duì)上述兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)專用MCU基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),在傳統(tǒng)的三級(jí)流水線模型的基礎(chǔ)上,對(duì)讀RAM指令的實(shí)現(xiàn)做出改進(jìn),通過對(duì)指令執(zhí)行過程進(jìn)行抽象建立指令運(yùn)算模型。最后將專用MCU基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和功能模塊進(jìn)行集成,完成了專用MCU硬件的設(shè)計(jì)。 為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的專用MCU的邏輯功能,應(yīng)用Keil編寫測(cè)試程序,在測(cè)試平臺(tái)中加載測(cè)試程序,觀察程序運(yùn)行時(shí)專用MCU基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和功能模塊的工作情況,完成對(duì)專用MCU的測(cè)試驗(yàn)證,完成功能仿真之后,將設(shè)計(jì)下載到FPGA中,對(duì)比仿真結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)的功能進(jìn)行驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：MCU SOPC IP ARMv4 中斷系統(tǒng) 指令集 流水線
【學(xué)位授予單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-8
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排8-9
• 1.4 本章小結(jié)9-11
• 第二章 專用MCU設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)11-25
• 2.1 SOPC技術(shù)11-12
• 2.2 硬件描述語言12
• 2.3 ARMv4體系結(jié)構(gòu)12-24
• 2.3.1 寄存器堆結(jié)構(gòu)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(jié)24-25
• 第三章 專用MCU設(shè)計(jì)的方案與要求25-29
• 3.1 專用MCU系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖25-26
• 3.2 設(shè)計(jì)流程26-27
• 3.3 設(shè)計(jì)要求27
• 3.4 本章小結(jié)27-29
• 第四章 專用MCU的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)29-63
• 4.1 專用MCU基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)29-59
• 4.1.1 IP核的模型設(shè)計(jì)29-40
• 4.1.2 IP核的實(shí)現(xiàn)40-56
• 4.1.3 存儲(chǔ)器模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)56-58
• 4.1.4 構(gòu)建專用MCU基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)58-59
• 4.2 功能模塊59-61
• 4.3 配置功能模塊構(gòu)建專用MCU61-62
• 4.4 本章小結(jié)62-63
• 第五章 專用MCU的仿真測(cè)試63-73
• 5.1 仿真測(cè)試的內(nèi)容與要求63
• 5.2 仿真環(huán)境構(gòu)建63-67
• 5.2.1 仿真測(cè)試平臺(tái)63-65
• 5.2.2 測(cè)試程序設(shè)計(jì)65-67
• 5.3 仿真與結(jié)果分析67-69
• 5.4 下載與驗(yàn)證69-71
• 5.5 本章小結(jié)71-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 附錄75-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果83-85
• 致謝85-87
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷87-89

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于SOPC技術(shù)的專用MCU設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：352641