引言随着集成电路设计的不断发展，集成电路的规模越来越大，设计难度日趋复杂，传统的设计方法已越不能适应集成电路设计发展的需要。基于IP复用的数字IC设计方法是有效提高IC设计产能的关键技术，有助于快速实现工艺先进、功能强大的产品。微控制器MCU是嵌入式系统的核心，8位MCUIP核具有很高的通用性和灵活性，广泛地应用于工业控制、机械设备、家用电器以及汽车电子等各个领域。本文介绍的是基于RISC体系结构的8位高速MCUIP软核

引言

随着集成电路设计的不断发展，集成电路的规模越来越大，设计难度日趋复杂，传统的设计方法已越不能适应集成电路设计发展的需要。基于IP复用的数字IC设计方法是有效提高IC设计产能的关键技术，有助于快速实现工艺先进、功能强大的产品。

微控制器MCU是嵌入式系统的核心，8位MCU IP核具有很高的通用性和灵活性，广泛地应用于工业控制、机械设备、家用电器以及汽车电子等各个领域。本文介绍的是基于 RISC体系结构的8位高速MCUIP软核的设计与实现，采用Verilog HDL自上而下地描述了MCUIP软核的硬件结构，并验证了设计的可行性和正确性。在实际硬件电路中，该IP核的运行频率达到75MHz，可应用于高速控制领域。

系统结构设计

本设计的总线采用了哈佛结构，14位指令字长，8位数据字长，指令集与PIC16F676兼容。它具有35条指令，在连续工作的情况下，除了程序跳转指令要用2个指令周期外，其它的所有指令都可以在1个指令周期内完成。由于哈佛结构总线具有独立的指令总线和数据总线，可同时从程序存储器和数据存储器中分别读取数据，大大提高了MCU内部执行的并行性，简化了控制电路的设计。与更深级流水线相比，简单的指令周期避免了深度流水线增加电路结构复杂性和芯片面积。

该微处理器在结构上可以划分为四个子系统，分别为控制单元、数据通道、存储单元、I／O单元。其中数据通道包含ALU和一个W工作寄存器。片内程序存储器ROM的容量是8k×14位；数据存储器由包括专用寄存器在内的256个可寻址的8位寄存器组成，通过数据总线与算术逻辑单元ALU相连，系统可以对数据存储器用直接或间接寻址方式进行访问。I／O单元提供了系统内部的数据总线与外界总线的连接接口，实现数据的输入／输出。控制单元则会根据指令产生相应的指示信号控制系统的协调运行。系统结构如图1所示。