一種八位RISC結(jié)構(gòu)微控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、該文采用自頂向下(Top-down)的方法設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種八位RISC結(jié)構(gòu)微控制器,并通過(guò)采用哈佛總線,兩級(jí)流水線結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu),節(jié)省了系統(tǒng)資源,大大減少了執(zhí)行每條指令所需要的時(shí)鐘數(shù).該微控制器的指令系統(tǒng)采用了精簡(jiǎn)指令集,共有33條精簡(jiǎn)指令,除程序分支指令外,其余皆為單周期指令.其頻率為20MHz, 一個(gè)機(jī)器周期相當(dāng)于四個(gè)振蕩周期,指令執(zhí)行時(shí)間為200ns,性能大大優(yōu)于其他同類(lèi)型CISC結(jié)構(gòu)的微控制器,可廣泛應(yīng)用于低功耗、高性價(jià)比

2、的微控制領(lǐng)域.該設(shè)計(jì)將面積優(yōu)化和節(jié)省系統(tǒng)資源視為優(yōu)先考慮的問(wèn)題,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,優(yōu)先考慮減少實(shí)際使用器件的數(shù)量和簡(jiǎn)化控制的復(fù)雜程度.此外,該微控制器采用將振蕩脈沖四分頻的方法,利用四個(gè)非重疊正交的時(shí)鐘信號(hào)來(lái)控制整個(gè)電路的時(shí)序關(guān)系,盡量減少時(shí)序控制信號(hào),而采用組合邏輯控制,盡可能的將控制延時(shí)減小到最低限度,從而提高電路的整體性能.該文從設(shè)計(jì)要求、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模塊劃分與設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真以及布局布線等幾個(gè)方面對(duì)該八位RISC結(jié)構(gòu)微控制器的設(shè)計(jì)思想和