一種8位MCU設(shè)計(jì).pdf

1、目前8位RISC內(nèi)核的MCU在工業(yè)控制領(lǐng)域應(yīng)用非常的廣泛。同時(shí)MCU也在向著低功耗、高速度和低成本等方向發(fā)展，滿足各種應(yīng)用需求。
　　本文重點(diǎn)設(shè)計(jì)一款8位的RISC指令集的MCU。整個(gè)MCU包括內(nèi)核與外設(shè)兩部分。內(nèi)核可以支持59條指令的邏輯功能，外設(shè)部分主要由兩個(gè)定時(shí)器系統(tǒng)和五個(gè)中斷源的中斷裁決系統(tǒng)組成。在微處理器設(shè)計(jì)方面，借鑒了CISC的部分設(shè)計(jì)思路，實(shí)現(xiàn)了指令集中部分雙周期RISC指令的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)分為兩級(jí)流水線，包含取指令和

2、指令的執(zhí)行兩部分。指令的執(zhí)行由指令譯碼、取操作數(shù)、ALU執(zhí)行和數(shù)據(jù)寫(xiě)回四個(gè)部分組成。ALU模塊的設(shè)計(jì)借用了SN74181的設(shè)計(jì)思想，使得整個(gè)電路的速度和面積都得到了優(yōu)化。提出既可讀寫(xiě)又同時(shí)參與每條指令執(zhí)行的特殊寄存器PC和PFLAG的獨(dú)特設(shè)計(jì)思路。
　　本文也搭建了系統(tǒng)的MCU驗(yàn)證平臺(tái)。首先對(duì)每條指令所有可能執(zhí)行的情況進(jìn)行了詳細(xì)的分析并驗(yàn)證該情況下指令執(zhí)行的正確性。然后為了檢測(cè)指令組合運(yùn)行可能存在的沖突問(wèn)題，提供了6組C程序驗(yàn)證。