微控制器外設(shè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證研究.pdf

1、微控制器因其成本低、性能可靠、體積小等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)在工業(yè)控制與電子信息領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著微電子產(chǎn)業(yè)和集成電路工藝水平的不斷發(fā)展,基于不同指令集、具有不同特點(diǎn)的微控制器產(chǎn)品層出不窮,具體應(yīng)用場景也對微控制器的外圍數(shù)字資源提出更多樣化的要求,外設(shè)子系統(tǒng)的功能單元越來越多,性能要求也愈加苛刻。因此,如何設(shè)計(jì)出成本低、性能高、功能多樣化、控制簡單且易于擴(kuò)展的外設(shè)子系統(tǒng)成為微控制器設(shè)計(jì)中的核心技術(shù)之一。此外,外設(shè)子系統(tǒng)中集成的功能單元增加也勢必加大

2、驗(yàn)證工作的難度,如何在上市時(shí)間和功能可靠性的壓力下確保這些功能不同卻又互相協(xié)同的單元正確工作成為關(guān)鍵問題。
　　本文實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室某信號處理器項(xiàng)目在板級系統(tǒng)中使用的微控制器外設(shè)子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證工作。該子系統(tǒng)為微控制器提供了豐富數(shù)字外設(shè)資源并且達(dá)到了項(xiàng)目的功能和性能要求。在驗(yàn)證工作中從項(xiàng)目情況出發(fā),制定了詳細(xì)的驗(yàn)證計(jì)劃并搭建了高度可復(fù)用的驗(yàn)證平臺,并且在驗(yàn)證平臺的自檢機(jī)制方面,使用了高抽象事務(wù)級模型和貼近底層邏輯的斷言檢驗(yàn)器分別為外

3、設(shè)子系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和協(xié)議檢驗(yàn),最大程度上發(fā)揮了這兩方面技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),提高了驗(yàn)證效率。動態(tài)仿真完成后還討論了驗(yàn)證完備性問題,以期得到一個(gè)盡可能可靠的驗(yàn)證結(jié)果。
　　在外設(shè)子系統(tǒng)EDA驗(yàn)證完成之后,本文對整個(gè)微控制器進(jìn)行集成FPGA原型驗(yàn)證,在FPGA驗(yàn)證環(huán)境使用C語言驅(qū)動微控制器,檢驗(yàn)了設(shè)計(jì)的主要功能。最后還在SMIC CMOS0.13um工藝下完成了微控制器的基本后端流程,詳細(xì)布線后提取寄生參數(shù)進(jìn)行靜態(tài)時(shí)序分析,結(jié)果表明微控制器工