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8位高速流水线结构MCU的设计
资料介绍
本文主要对如何在复杂指令集结构的MCU中采用流水线工作方式作了研究，主要工作内容包括以下几个方面：
1）根据流水线工作方式的基本原理，对51指令集进行了分析，提出了3级流水线的方案：取指，译码和执行。
2）根据3级流水线对MCU结构进行划分并提出实现方法。译码模块采用了硬逻辑布线的译码方式。指令的执行过程实际上是数据在数据通道的流动过程，详细探讨了数据通道的建立和主要指令执行过程中数据流动的路径。
3）对系统模块进行了功能扩展，加入JTAG调制模块和DAC串行端口控制模块。满足系统多核调试和数据端口转换的需求。
4）采用自顶向下的设计方法，用Verilog建立了MCU的寄存器传输级模型，经过功能仿真验证和全指令集的检测，证明设计的正确性，分析了综合结果，最后将MCU核下载到FPGA进行硬件验证。
根据软件仿真和验证结果分析证实，本文设计的MCU在指令平均执行性能指标上比传统8051提高了7倍。
关键词：MCS-8051，MCU，流水线结构，复杂指令集，VerilogHDL
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