基于Wishbone總線的8位MCU的設(shè)計和驗證.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、微控制器(Microcontroller Unit,MCU)是許多數(shù)字系統(tǒng)的核心部件,其控制復(fù)雜,對魯棒性、面積、運算速度、功能等方面都有較高的要求。設(shè)計擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能MCU一直是集成電路設(shè)計領(lǐng)域一個富有挑戰(zhàn)性的課題。本文的研究正是對此作一次有意義的嘗試。
   本文設(shè)計的MCU基于Wishbone總線,內(nèi)核程序總線16位,數(shù)據(jù)總線8位,指令與Microchip公司的PIC18C系列單片機兼容,共77條指令,絕大多數(shù)指

2、令可以在一個機器周期內(nèi)完成。通過采用哈佛體系結(jié)構(gòu)以及兩級流水線結(jié)構(gòu),提高了指令的執(zhí)行速度。
   本文設(shè)計的MCU外設(shè)包括GPIO,SPI,I2C,由于ARM處理器的廣泛使用,還設(shè)計了Wishbone–AHB總線橋接器,使得符合Wishbone規(guī)范的主設(shè)備和符合AHB規(guī)范的從設(shè)備之間可以相互傳送數(shù)據(jù)。所有外設(shè)作為從設(shè)備通過“共享總線”的方式與主設(shè)備內(nèi)核進行互連。
   本文對內(nèi)核各子模塊的設(shè)計、外設(shè)的設(shè)計、邏輯綜合、靜態(tài)

3、時序分析以及驗證等內(nèi)容進行了詳細的探討。系統(tǒng)用Verilog HDL進行RTL設(shè)計,在設(shè)計的不同階段采用Synopsys公司不同的EDA工具,綜合和靜態(tài)時序分析采用是臺積電(TSMC)0.18工藝庫。
   本文使用Microchip公司的MPLAB作為匯編源程序的編譯環(huán)境。最終驗證結(jié)果表明,所設(shè)計的MCU完全兼容PIC18C指令集,外設(shè)功能基本正確,MCU能按照指定指令執(zhí)行預(yù)定動作,時序和流水線都正確,MCU的基本功能得到實現(xiàn)

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