文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
八位RISC微控制器IP核设计
姓名:王京
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:谢松云
20060301
摘要是设计如何跟上芯片设计复杂性的增长步伐,以及如何满足激烈的市场竞争对产的方法,对各个模块进行设计描述,利用多种ぞ叨哉鱿低辰辛朔抡妫集成电路的设计进入片上系统纳杓疲孀牌舷低车墓婺T嚼越大,进入深亚微米以后,问题已不在是单个芯片是否有能力容纳系统设计,而品上市时间越来越苛刻的要求,在片上系统设计变得异常复杂的今天,基于芯核的设计己成为⒄沟谋厝磺魇啤?7⒕哂凶灾髦J恫ǖ腎蚋哂泄惴旱挠τ们熬啊K哂泻芨叩耐ㄓ眯院土榛钚裕梢酝ü软件编程完成不同特定的功能,可以任意使用在各种嵌入式微控制系统中。嵌入式核的应用,由于重用设计思想和设计知识,极大地降低了设计成本,缩短了设计周期,成为当今片上系统的重要设计手段。镜腜系列壳坝τ帽冉瞎惴骸⒐δ鼙冉锨看螅勺酆螴硕杂诟种嵌入式系统和片上系统挠τ镁哂兄匾R庖澹涌炝说缱酉低车纳杓周期。本文的研究课题《八位微控制器核的设计》正是对此进行的一次有益的尝试与实践。本文深入分析了料盗械テ低辰峁埂⒅噶钕低澈拖低呈毙颍握了微控制器的设计思想,并且在此基础上对精简指令集核进行顶层功能和结构的定义与划分,采用自顶向下的数字系统设计方法,建立了一个可行有效的核模型,设计包含大部分盗械テ蟛糠种噶睿捎二级流水线结构,提高了指令的执行效率。采用核重用技术和当前流行的硬件描述语言设计,使用高层综合综合和验证,验证结果表明:所设计的核能够准确无误的执行所有指令,并且达到了料荡男阅芤G蟆关键词:核,微控制器,片上系统西北工业大学硕士学位论文
甌瓾西北业大学硕士学位论文,瑂罬篗,瑃.,甀甌..,.‘‘”.,羢琣ⅱ鬷.、Ⅳ.,,
研究的背景第一章绪论际新的问题,因为随着工艺向祷蚋〕叽绶⒄梗枰>反淼牟皇敲叛隝类型的混合,或者把系统算法和芯片结构有机的集成在一起。随着深亚微米制造技术、设计技术的迅速发展,集成电路已进入片上系统贝能在单一硅芯片上实现信号采集、转换、存储、处理和疧等功能,将数字电路、模拟电路、信号采集和转换电路娲⑵鳌、⒌燃稍谝豢楣栊酒鲜迪忠桓鱿低彻δ堋目前市场上的酒饕S腥掷嘈停皇且晕⒋砥魑:诵模馕Ъ成各种存储器刂频缏贰⑹淙胧涑觥//裙δ苡谝桓鲂酒希欢且数字信号处理器为核心,多个疍、疉、大容量存储器等集成:三是上述两种从技术层面看,系统级芯片技术是超大规模集成电路发展的必然趋势和主流,它以超深亚微米工艺和核复用技术为支撑。其中核的设计和制造是技术中最为关键的部分。数百万门规模的杓疲荒芤磺写油房J迹=杓平⒃诮细叩牟次上,更多的采用复用技术,只有这样,才能较快的完成设计,保证设计成功,耨到低价格的闶谐⌒枨蟆设计再利用是建立在芯核基础上的,它是将已经验证的各种超级宏单元模块电路制成芯核,以便以后的设计利用。芯核通常分为三种,一种称为硬核,具有和特定工艺相联系的物理版图,己被投片测试验证。可被新设计作为特定的功能模块直接调用。第二种是软核,使用硬件描述语言或镅孕闯桑于功能仿真。第三种是固核,是在软核的基础上开发的,是一种可综合的并带有布局规划的软核。随着工艺技术的发展,深亚微米使蟾丛印U庵肿酆戏椒ń龅迟而是互连线延迟。再加之数百兆的时钟频率,信号间时序关系十分严格,因此很难用软的酆戏椒ù锏缴杓圃倮玫哪康摹西北工业大学硕士学位论文一
国外微控制器的发展概括日本一家名叫募扑慊旧杓频挠糜诟霉炯扑闫鞑返淖ㄓ眯酒建立在芯核基础上的杓疲股杓品椒ù拥缏飞杓谱O蛳低成杓疲计重心将从今天的逻辑设计、门级布局布线、后模拟转向系统级模拟,软硬件联合仿真,以及若干个芯核组合在一起的物理设计。最早出现的微处理器是在年就瞥龅⒋砥鳎殖位,采用工艺,它含有个,平均指令周期约。是为在研制过程中,扑慊ḿ姨┑隆せ舴⑾郑肫湟勒彰恳桓不同的使用规格设计一颗颗不同的芯片,不如把整个结构拆分成两部分,一边是共用的、能进行逻辑控制用的处理器,另一边则是用来贮存指令的只读存储器6杂诓煌扑闫鳎恍枰8谋浯娲⑵鞯哪谌荨H绱一来,同一个处理器可以应用在各种不同的计算器,甚至可以适用在各种不同的数字产品上。这一想法,有两个主要的突破。在技术方面,只要以集成电路科技设计出这个用于逻辑控制的处理器,长久盼望的“单芯片电脑”即将可以实现。在商业方面一套元件可以广泛用于各种不同的产品上,这意味着一个可以大量产出、适用于各种不同的产品的机会。英特尔于是把这个逻辑控制用的处理器称作“微处理器”。因为它真是一个“微小”的处理器。能完成两个皇嗉樱芡ü馗聪嗉油瓿沙朔āR越裉斓谋曜迹淙还原始,但是它却成为微处理器的容量和功能不断发展的开端。最早的晃⒋砥窃暧蒊公司推出的,它也采用工艺,仍然属于第一代微处理器。它要求个或者更多的附加器件才能够