【摘 要】
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计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路共4个发展阶段,微型计算机是大规模集成技术发展的产物。随着微型计算机的研制成功,不久就出现了微控制器(MC
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计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路共4个发展阶段,微型计算机是大规模集成技术发展的产物。随着微型计算机的研制成功,不久就出现了微控制器(MCU)。它把微型计算机的所有功能部件都集成在一块芯片上,故国内又称为单片机。它由于体积小、功耗低、质量轻、价格便宜、运行稳定、控制能力强,已经在各种领域得到了广泛的应用。
本文的主要贡献有:
1、采用硬件描述语言Verilog HDL对一个8位的RISC(精简指令集计算机)MCU进行了设计描述。这部分的工作主要包括分析、研究系统结构及所有指令的工作过程,划分与定义各个层次模块的功能和结构,编写前端代码。该MCU采用了两级流水线结构,数据总线与指令总线相互分离,提高了指令的运行速度,使得绝大多数指令能够在一个指令周期内完成。由于它的指令系统采用了精简指令集,仅采用了33条指令,这样每一条指令能达到更高的效率,减少指令功能的重复,可以使代码的利用率大大提高,节省时间。
2、在功能验证方面,本文克服了传统的验证平台的许多不足之处,采用了Synopsys公司的VMM(验证方法学手册)验证方法学来搭建验证平台,对MCU进行了功能验证。VMM验证方法学使用了一套层次化的验证结构,它根据功能划分为五个层次,分别为:信号层、命令层、功能层、场景层和测试层,越往上抽象层次越高。这种层次化结构使验证从信号级抽象到事务级。它浓缩了当前最新的技术,如带约束的随机激励产生等,可以快速构建分层和可重用的验证平台,提高验证效率。最后对覆盖率进行了收集,对验证结果进行了分析。验证结果表明,此验证平台有较好的重用性,能够较好地满足验证需求,且相对于传统的验证平台能大大节省时间。
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