安全車用微控制器地址部件與中斷系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、汽車電子化大大推動了汽車技術(shù)的發(fā)展。為了緊跟汽車電子化進程，本文參與開發(fā)了一款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的16位車用微控制器ESNL-16。ESNL-16微控制器兼容飛思卡爾MC9S12系列微控制器體系結(jié)構(gòu)，支持飛思卡爾CPU12指令集。ESNL-16微控制器主要由CPU、地址部件、中斷部件、硬件斷點部件、后臺調(diào)試部件、復用外部總線接口部件以及大量的外圍設備組成。
　　本文分析了ESNL-16微控制器體系結(jié)構(gòu)，并完成了微控制器地址部件和中斷

2、系統(tǒng)的設計。第一、本文設計了一種能快速生成指令操作數(shù)地址的地址產(chǎn)生器、面積優(yōu)化的存儲單元選擇器以及響應速度快的集中式總線控制器。本文設計的地址產(chǎn)生器能同時生成指令操作數(shù)地址和更新基址寄存器，減少了指令的執(zhí)行周期，從而提高了微控制器的執(zhí)行效率。第二、本文實現(xiàn)了具有實時控制、自動處理故障等功能的中斷系統(tǒng)，包括可設置中斷優(yōu)先級的中斷部件和靈活的硬件斷點部件。本文設計的中斷部件能快速響應外圍設備的中斷請求，提高了微控制器處理外部事件的能力，硬件

3、斷點部件提供了一種靈活的軟件調(diào)試的方法。第三、為了提高微控制器自身的安全性，本文對輕量級分組加密算法PRESENT進行了研究與分析，提出了一種面積優(yōu)化的可以抵抗DPA攻擊的帶掩碼的PRESENT硬件結(jié)構(gòu)，并將該結(jié)構(gòu)集成在ESNL-16微控制器上。
　　最后，本文使用Verilog HDL硬件描述語言對地址部件和中斷系統(tǒng)的設計進行了功能描述，并制定了一套有效的驗證流程和驗證策略，在Modelsim軟件仿真平臺和Xilinx FPGA