8位低功耗嵌入式微控制器設(shè)計及混合信號仿真.pdf

1、浙江大學碩士音位論義一8位低功耗嵌入式微擰制器設(shè)汁)IIn合信號仿真摘要本文在對PICL6C71和EM780156兩款MCi]的指令集和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行深入分析的基礎(chǔ)上，按照自頂向下的數(shù)字集成電路設(shè)計流程，完成了MCU2003微控制器的微體系結(jié)構(gòu)的定義和各個功能模塊的劃分，建立了C語言參考模型。針對MCU設(shè)計的低功耗、低成本、高性能需求，本文對電路結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，對時鐘切換和門控時鐘電路進行了比較深入的研究。本文首先建立了高度自動化的設(shè)計驗證

2、平臺，之后采用可綜合的硬件描述語臺’Verilog語b實現(xiàn)對MCU各個模塊的設(shè)計。軟件仿真平臺采用Synopsys的VCS，采用C模型作為功能驗證的參考模型。硬件驗證平臺用Xilinx的20萬門RIGAXC2S200pq2O8搭建。用SynopsysDesignCompiler完成綜合和測試掃描鏈插入時鐘樹綜合和布局布線1具采用CadenceSiliconEnsemble。在整個設(shè)計過程中，每個階段結(jié)束都進行了相應的驗證。在完成MCUA

3、!1試版本的基礎(chǔ)上，本文還用Synopsys的DiscoveryAMS建立了混和信號仿真平臺，在MCU中集成一個8位逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器，并且成功通過了混和信號仿真。本文還在MCU的設(shè)計過程中，數(shù)字集成電路自頂向下的設(shè)計流程進行了研究和探討。關(guān)鍵詞:MCU低功耗驗證設(shè)計流程指令集體系結(jié)構(gòu)混和信號仿真晰江大李碩士李位格灰8位低功耗嵌入式微控制器設(shè)計膠混合信廿仿真第，章緒論互1.1當前微控制器設(shè)計和混合信號設(shè)計的潮流集成電路是信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)群

4、的核心和基礎(chǔ)171。隨著信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，集成電路的戰(zhàn)略地位越來越重要。近年來，世界信息產(chǎn)業(yè)得到高速發(fā)展，作為信息產(chǎn)品核心的集成電路，受電子產(chǎn)品市場發(fā)展的拉動，也將保持持續(xù)穩(wěn)定的增長。近年來，世界集成電路產(chǎn)業(yè)一直以34倍于國民經(jīng)濟增長速度迅猛發(fā)展，新技術(shù)、新產(chǎn)l[I不斷涌現(xiàn)1391我國的集成電路產(chǎn)業(yè)經(jīng)過30多年的發(fā)展，已經(jīng)初具規(guī)模，但是還是一個幼稚的產(chǎn)業(yè)[381。我國設(shè)計的很多芯片，都僅處在實驗室階段，尚未得到市場認可。1.1.，八位

5、微處理器的發(fā)展微控制器簡稱MCU，它將ROMRAMCPUIO集成在同一個芯片中，可以為不同的場合做不同的組合控制[28][29][30]。微控制器經(jīng)過這幾年不斷的研究開發(fā)，歷經(jīng)4位，8位，到現(xiàn)在的32位甚至64位，其產(chǎn)品線已經(jīng)非常成熟，應用范圍極其廣泛[381。目前國外大廠因為開發(fā)較早，產(chǎn)品線廣，技術(shù)領(lǐng)先，性能穩(wěn)定，而國內(nèi)廠商則靠豐富的功能和低廉的價格取勝。因為生產(chǎn)工藝的改進，8位MCU因為與4位MCU成本相差無幾，所以8位MCU漸漸成

6、為市場主流1381。相對于32位MCU8位MCU更能滿足客戶對性能、成本及其他開銷的需求，并能降低費用。8位MCU大部份應用在電表、馬達控制器、電動玩具機、變頻式冷氣機、呼叫器、傳真機、來電辨識器(CallerID)電話錄音機、顯示器、鍵盤及USB等[381針對消費電子、通信、汽車電子等熱門應用領(lǐng)域的發(fā)展需要，8位MCU的主要走向表現(xiàn)在兒個方面[28112911301:一是降低功耗和成本，集成更多的模擬單兒二是不斷提高性能，以滿足便攜、