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通用型8位MCU内核设计及应用

作　者: 江猛
导　师: 李富华
学　校: 苏州大学
专　业: 集成电路工程
关键词: MCU内核 ALU加法器 RISC堆栈 AD转换器
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 33次
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内容摘要


MCU在现实生活中越来越多,人们也越来越享受MCU带来的生活上的便利。从智能家电、消费类电子、电动自行车到远程抄表、网络支付等现代化产品都体现出MCU的巨大作用和深远影响。由于MCU内核的结构不同,其工作速度和性能也不同。RISC结构简单,指令少,CISC复杂,指令较多,但编译方便;Harvard结构由于寻址方式的原因较冯·诺伊曼结构工作速度快。本文主要研究了MCU内核的电路结构和实现方式,并通过一个混合信号的MCU—HS16C711来验证内核。本文着重讨论了ALU的设计方法,演算出ALU和加法器之间的逻辑递推关系,研究分析了Core的时钟系统、时序、指令代码的译码方式、两级流水线的结构等,并设计了MCU的常用电路如RAM、Program Counter、堆栈等。本设计采用原理图直接输入的方式,利用cadence工具软件Verilog-XL进行了逻辑仿真,关键电路使用hspice进行了电路网表仿真,如四相时钟和复位电路等。设计完成后,利用QuartusII工具编译、下载,进行了FPGA测试。最后利用CSMC0.5um N阱CMOS混合信号工艺进行了版图布局和生产。通过实际流片后,验证了设计的正确性。

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 电子数字计算机（不连续作用电子计算机） > 运算器和控制器（CPU）
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