16位低功耗微處理器的設(shè)計(jì).pdf

1、分類號密級UDC編號桂林電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文題目:16位低功耗微處理器的設(shè)計(jì)(英文)Designof16bitLowPowerMicroprocess研究生姓名：楊坤指導(dǎo)教師姓名、職務(wù)：段吉海（副教授）申請學(xué)科門類：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：微電子學(xué)與固體電子學(xué)提交論文日期：2009年4月論文答辯時間：2009年6月年月日摘要摘要本課題是在基于傳統(tǒng)微處理器架構(gòu)的基礎(chǔ)上，參考MSP430指令系統(tǒng)，采用低功耗技術(shù)，設(shè)計(jì)了一款面向醫(yī)療應(yīng)用方面的

2、16位低功耗微處理器。本文首先對低功耗的來源進(jìn)行深入分析并對各個層次的低功耗設(shè)計(jì)方法展開討論；然后，采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能定義和各個功能模塊的層次劃分；接著研究了微處理器的指令系統(tǒng)，完成各個單元模塊的算法級設(shè)計(jì)和RTL級設(shè)計(jì)，并對RTL代碼進(jìn)行仿真和FPGA驗(yàn)證；對所設(shè)計(jì)微處理器進(jìn)行DC綜合，生成門級網(wǎng)表文件，使用PP軟件進(jìn)行功耗分析，最終實(shí)現(xiàn)微處理器的版圖設(shè)計(jì)。在低功耗設(shè)計(jì)上，主要采用低電源電壓來減少功耗；其次選用低功耗

3、指令系統(tǒng)的MSP430指令集來簡化指令譯碼電路；對于控制單元中有限狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)采用硬連線邏輯，減小譯碼單元的功耗，并且采用狀態(tài)分解方式，分三個層次進(jìn)行指令譯碼的過程；利用常數(shù)發(fā)生器的方式產(chǎn)生常用常數(shù)，減少對存儲器的讀取操作，減少功耗；最后，采用IO端口復(fù)用的方式，減少IO端口的數(shù)量，減少芯片面積，達(dá)到節(jié)省功耗的目的。本文所設(shè)計(jì)的微處理器實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級設(shè)計(jì)的所有功能，其性能也在FPGA驗(yàn)證平臺上得到了驗(yàn)證，并且采用了低功耗的設(shè)計(jì)方式，達(dá)到平