一種8位MCU設計.pdf

1、目前8位RISC內(nèi)核的MCU在工業(yè)控制領域應用非常的廣泛。同時MCU也在向著低功耗、高速度和低成本等方向發(fā)展，滿足各種應用需求。
　　本文重點設計一款8位的RISC指令集的MCU。整個MCU包括內(nèi)核與外設兩部分。內(nèi)核可以支持59條指令的邏輯功能，外設部分主要由兩個定時器系統(tǒng)和五個中斷源的中斷裁決系統(tǒng)組成。在微處理器設計方面，借鑒了CISC的部分設計思路，實現(xiàn)了指令集中部分雙周期RISC指令的設計。本設計分為兩級流水線，包含取指令和

2、指令的執(zhí)行兩部分。指令的執(zhí)行由指令譯碼、取操作數(shù)、ALU執(zhí)行和數(shù)據(jù)寫回四個部分組成。ALU模塊的設計借用了SN74181的設計思想，使得整個電路的速度和面積都得到了優(yōu)化。提出既可讀寫又同時參與每條指令執(zhí)行的特殊寄存器PC和PFLAG的獨特設計思路。
　　本文也搭建了系統(tǒng)的MCU驗證平臺。首先對每條指令所有可能執(zhí)行的情況進行了詳細的分析并驗證該情況下指令執(zhí)行的正確性。然后為了檢測指令組合運行可能存在的沖突問題，提供了6組C程序驗證。