基于FPGA的8051IP核的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證研究.pdf

1、單片機(jī)自1976年問世以來，作為微型計(jì)算機(jī)一個(gè)很重要的分支，受到了人們的廣泛關(guān)注和重視，尤其是美國Intel公司生產(chǎn)的MCS-51系列單片機(jī)，由于其具有集成度高、處理功能強(qiáng)、可靠性高、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在我國已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。本論文主要的研究任務(wù)就是以8051單片機(jī)為藍(lán)本，并與FPGA內(nèi)部結(jié)構(gòu)相結(jié)合，使用硬件描述語言VHDL來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的邏輯描述，開發(fā)出能夠應(yīng)用于FPGA的8051IP核。
　　 本論文首先

2、介紹了FPGA的相關(guān)基本知識和EDA開發(fā)工具,對8051單片機(jī)進(jìn)行原理分析及各模塊的功能介紹。利用自頂向下的設(shè)計(jì)方法對8051CPU進(jìn)行了IP核模塊劃分，對各模塊進(jìn)行了VHDL編程實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的測試數(shù)據(jù)，在modelsim仿真平臺上完成了各模塊的時(shí)序和功能驗(yàn)證，所實(shí)現(xiàn)的指令系統(tǒng)與8051單片機(jī)的指令系統(tǒng)完全兼容，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的效果。論文最后在Altera公司的EP1K100FC484芯片上對整個(gè)8051IP核進(jìn)行了綜合仿真，搭建了簡單

3、的應(yīng)用電路，完成了IP核的驗(yàn)證。
　　 本論文在闡述可編程邏輯器件及其發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合了國內(nèi)外對FPGA的使用限制，引出了在FPGA上開發(fā)嵌入式模塊程序的理念并提出了設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法和驗(yàn)證實(shí)例。該設(shè)計(jì)具有很高的實(shí)用性，可以促進(jìn)單片機(jī)技術(shù)和可編程邏輯器件課程的教學(xué)工作。實(shí)現(xiàn)的8051IP核也可以在某些方面加快教育信息化的發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)大了可編程邏輯器件的使用范圍，將復(fù)雜專有芯片推向高端和超復(fù)雜應(yīng)用，使得IP資源復(fù)用理念得到更普通的應(yīng)