8位微控制器作为应用广泛的一类微控制器,来自应用方向对其性能的要求越来越高,该文完成了一种高速8位RISC微控制器设计,并通过了FPGA的验证.所设计的微控制器在指令上与PICl6C57兼容,数字逻辑电路采用Verilog HDL自顶向下设计进行各个层次的设计.结构上选择了两级流水线,有效地解决流水线设计会带来的结构相关和数据相关的问题,在不影响速度的情况下简化了设计的复杂性.对于解决控制相关的问题文中选择了分支预测的方法:假设转移不会发生.为了提高系统的处理速度,对数据通道的关键模块ALU中加法器的设计采用超前进位的算法.存储器的设计上分析了几种不同的结构对其性能的影响,对大容量的程序存储器选用了模块化分层设计,有效减少了读取时间.系统通过了软件的仿真验证后,下载到Xilinx公司的Spartan2系列中的Xc2s150完成测试.系统频率达到40Mhz,完成了预期目标.
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静态SRAM存储器保存数据编程FPGA。这三种可编程电路：输入/输出模块（IOB块I / O），可编程逻辑模块（CLB可配置逻辑块）和互连资源（IR的互连资源）。CLB可编程逻辑模块实现逻辑函数的基本单元，它们通常是以阵列排列规则，蔓延到整个芯片；可编程输入/输出模块（IOB）主要完成了芯片的逻辑和外包装的脚接口，它通常安装在芯片的周边；可编程互连资源
可编程的互连资源连接这些逻辑功能块来实现不同的设计。以Xilinx的FPGA为例,其FPGA一般由3种可编程电路和一个用于存放编程数据的静态存储器SRAM组成。这3种可编程电路是:可编程逻辑块(CLB-Configurable Logic Block)、输入/输出模块(IOB-I/O Block)和互连资源(IR-InterconnectResource)。可编程逻辑块(CLB)是实现逻辑功能的基本单元,它们通常规则地排列成一个阵列,散布于整个芯片；可编程输入/输出模块(IOB)主要完成芯片
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