8位高速流水線結(jié)構(gòu)MCU的設(shè)計.pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)和集成電路設(shè)計的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)單片機因其尺寸、功耗、速度等特性已經(jīng)難以滿足一些場合的需要。SOC技術(shù)以其成本低、功耗小、集成度高的優(yōu)勢正廣泛地應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)中。MCS-8051是一款非常經(jīng)典的8位MCU，至今仍得到廣泛的應(yīng)用，但它較低的指令執(zhí)行速度大大限制了在高速控制中的應(yīng)用。流水線的設(shè)計方法對提高系統(tǒng)工作速度是非常有效的。本文提出了一種基于流水線結(jié)構(gòu)并且與8051指令集兼容的MCU。 本文主要對如何在復(fù)雜指令集

2、結(jié)構(gòu)的MCU中采用流水線工作方式作了研究，主要工作內(nèi)容包括以下幾個方面： 1)根據(jù)流水線工作方式的基本原理，對51指令集進行了分析，提出了3級流水線的方案：取指，譯碼和執(zhí)行。 2)根據(jù)3級流水線對MCU結(jié)構(gòu)進行劃分并提出實現(xiàn)方法。譯碼模塊采用了硬邏輯布線的譯碼方式。指令的執(zhí)行過程實際上是數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)通道的流動過程，詳細探討了數(shù)據(jù)通道的建立和主要指令執(zhí)行過程中數(shù)據(jù)流動的路徑。 3)對系統(tǒng)模塊進行了功能擴展，加入JTA