樊 峰，陈西曲，叶艳艳

(武汉工业学院电气与电子工程学院，湖北武汉430023)

随着数字集成电路的应用越来越广泛，微电子技术以及EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)技术的快速发展，利用FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列)来进行ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)的设计也越来越流行;不仅仅如此，得益于半导体工艺技术的不断发展，可集成的晶体管数目已经可达到几千万个，从而使得微电子及其应用领域又发生了一场革命性变革——SOC(System On Chip，片上系统)技术的研究应用和发展。SOC技术是以IP(Intellectual Property，知识产权)核复用技术为支撑［1］，基于IP核的SOC设计具有易于增加新功能和缩短上市时间的显著特点，是IC设计当前，乃至以后的主流设计方式，因此开发研究可综合的IP核对SOC技术的发展有着很重要的意义。

1 8051IP核整体系统构建

基于VerilogHDL语言设计综合的8051IP核，其指令集和标准的8051微控制器完全兼容［2］;同时兼容汇编程序和C语言程序，其指令执行时间为1—4个时钟周期，执行性能却大大优于8051MCU;并且与标准的8051拥有基本相同的内部机构，都是由8-bit微处理器(CPU)、128字节的片上数据存储器(RAM)、4K字节的片上程序存储器(ROM)、两个16位的定时计数器、全双工的通用异步接收发送器(UART)、两个优先级的5个中断源、4个I/O口(P0、P1、P2、P3)这8 个主要模块组成。

1.1 8051IP核的顶层结构

自顶向下(Top—Down)的设计方法正是EDA技术相对传统电子设计方法的优势所在，Top—Down设计方法的第一步就是要绘制顶层设计图［3］。图1所示为MC8051 IP核的顶层结构图，它显示了MC8051 IP核的顶层结构与三个存储模块的连接关系，以及输入/输出口。……