8位单片机软核设计开题报告
2020-02-18 19:27:00
1. 研究目的与意义(文献综述)
核是一个数字系统的核心,负责整个系统的内存调度,中断管理,算术逻辑运算等,如同整个系统的大脑,是由物理电气实现逻辑功能的关键。虽然复杂,但不可忽略的是,核同其他数字器件一样,也是一个典型的逻辑器件,也是由逻辑门、触发器构成,那么也就可以由硬件描述语言来描述。对于每一个特定功能和性能的核而言,必有一组hdl描述等价于它,而具体的器件信号、封装等,是这组hdl依赖具体工艺的一种物理实现。因此,核本质上是一种知识产权,是一种特定的可描述的逻辑结构。
现在的fpga设计,规模巨大而且功能复杂,进行设计时从最基本的模块设计开始比较复杂。一种广泛使用的解决办法是:对于较为通用的部分可以重用现有的功能模块,而把主要的时间和资源用在设计中的那些全新的、独特的部分。这种功能模块我们称作ip核(intelligent property)。ip核是具有知识产权核的集成电路芯核总称,是经过反复验证过的、具有特定功能的宏模块,与芯片制造工艺无关,可以移植到不同的半导体工艺中。到了soc(system on chip)阶段,ip核设计已成为asic(application specificintegrated circuit)电路设计公司和fpga提供商的重要任务,也是其实力体现。对于fpga开发软件,其提供的ip核越丰富,用户的设计就越方便,其市场占用率就越高。目前,ip核已经变成系统设计的基本单元,并作为独立设计成果被交换、转让和销售。
从ip核的提供方式上,通常将其分为软核、固核和硬核这3类。从使用灵活性来讲,软核的可复用使用性最高,并且灵活性高、可移植性强,允许用户自配置。软核是现在ip核应用最广泛的形式。
2. 研究的基本内容与方案
本次设计的目标是完成利用soc技术完成兼容标准8051的单片机软核。结合8051单片机的内部架构,利用fpga技术,将单片机内部各个模块用硬件描述语言实现,再将这些模块综合起来,能够正确的运行8051单片机的111条指令,进而达到8位单片机内核的设计。
3. 研究计划与安排
序 号 | 设计(论文)各阶段名称 | 时间安排(教学周) |
1 | 下达任务书,课题调研,查阅有关文献资料 | 第1周 |
2 | 提交开题报告 | 第2周 |
3 | 了解8051的架构与指令集 | 第3-4周 |
4 | 完成文献翻译 | 第5周 |
5 | 学习Verilog并编写相关模块 | 第6-7周 |
6 | 总体软核处理器结构确定 | 第8周 |
7 | 开始进行调试仿真 | 第9-10周 |
8 | 撰写毕业论文 | 第11-13周 |
9 | 修改论文,并准备答辩 | 第14-16周 |
11 | 论文答辩 | 第17周 |
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 焦玉全,俞伟钧,顾诚甦. mcs-51 单片机原理及应用[m]. 南京:东南大学出版社,2010:2-5.
[2] devi, a.,gnanavel,g.,antoni gracy, g.. mcs-51 microcontroller based industrial automation andcontrol system using can protocol[p]. communications and signal processing(iccsp), 2014 international conference on,2014.
[3] patterson d, seccombes. complex versus reduced instruction set computers[c]. ieee internationalsolid-state circuits conference, 1983:218-219.