基于amba总线的mcu设计及fpga验证

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1、Ｉ巧聲《丢觀麟圓硕±学位论文胃雖Ｉ基于ＡＭＢＡ总线的ＭＣＵ设计及ＦＰＧＡ验证作者姓名李东起＾１学校导隱名、职孫宣荣昔教樓企业剥ｉｐ姓名、职縣叶宏伟赢工串请学位类别工程硕壬西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明采承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师抗导下进行的研巧工作及取轉的研巧成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢；也中所罗列的内容外，论文中不包含其他人已丝发表或撰写过的研兒成果不包含－；而使用过的材料。问Ｉ：为获巧巧安电子科技大学或其它教脊机构的学位或证Ｉ与我

2、作的同单对本硏究所做的任何贡献均。Ｌｉ在论文中作了明柳的说明并衆示了谢恵■。学位论文若巧小实之处，本人承担切法伴责化朱背、ｆｅ：方０／占，丢．本人签朱Ｉ：Ｉｄ期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全／解西安电子科技乂学有关保留和使川学位论义的规化，即：研究生化校攻巧学位棚问论文工作的知识产权廊于則安电子科技乂学。学校钉权保巧送交论义、的复印件，允许齊阅借關论文；学校可Ｗ公布论文的全部诚部分内軒，允许采川影印、缩印或巧它锭制手段保巧论义。同时本人保证，结合学位论义研究成巧完成的论义、发明专利等成巧，署名单化为西安电子科技乂学

3、。保密的学位论义巧＿年解密巧适川本授故书。本人签名；寺泉起导师签名：辜如或瓜仓。规：谷？３＞，ｙ；寺Ｗ。期学校代码10701学号1311122942分类号TN4密级公开西安电子科技大学硕士学位论文基于AMBA总线的MCU设计及FPGA验证作者姓名：李东起领域：软件工程学位类别：工程硕士学校导师姓名、职称：宣荣喜教授企业导师姓名、职称：叶宏伟高工学院：微电子学院提交日期：2016年1月MCUDesignBasedonAMBAAndFPGAPrototypingVerificationAthesissubmittedtoXIDIANUNIVER

4、SITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinSoftwareEngineeringByLiDongqiSupervisor:XuanRongxiProfessorYeHongweiSeniorEngineerJanuary2016摘要摘要近年来，随着工业水平的发展和人们生活需求的不断提高，IC产业中的微控制器芯片（MCU）也随之得到很大的发展与应用。而如何高效率的进行MCU芯片设计、减少设计生产周期已成为提高MCU厂商核心竞争力的重要因素。IP复用技术是一种减少芯片开发时间、降低开发和流片

5、风险的重要方法。从最早的8位MCU出现以来，MCU技术得到了迅速的发展，之后出现了16位和32位的高性能MCU。而未来MCU市场的主流也将是32位MCU。MCU厂商出于对研发效率的需求，大部分会选择高性价比、容易获取的内核资源。ARM系列内核由于其丰富的生态系统资源已成为32位MCU的主要方向。本文将基于AMBA2.0总线协议及IP复用技术，结合FPGA原型验证来完成一款用于数据加解密的MCU设计及验证。这种结合了在MCU中运行测试例代码进行逻辑验证和FPGA原型验证的方法，大大缩短了设计验证时间，并能非常方便的对设计进行修改，同时又能保证设计质量。本文按照Top-Do

6、wn的设计原则，首先分析了MCU的通用架构和FPGA原型验证方法，并基于AMBA总线协议进行了MCU架构设计，在设计过程中参考BusMatrix的思想对架构进行了优化，保证了设计的高速度特性。然后对系统进行了模块划分和功能定义，并完成了子模块的RTL级代码编写和系统集成，在此过程中对各模块进行了低功耗优化。在设计完成之后，通过分析确定了测试方案并设计了测试平台，编写测试例进行定向功能测试。最后对FPGA原型验证方法进行了深入的分析，并使用基于Xilinx的FPGA硬件平台和新一代集成开发环境Vivado来完成FPGA原型验证工作，并在FPGA的综合和实现过程中，对设计关

7、键路径时序进行了修正和优化。设计最终在FPGA硬件平台上验证通过，AHB总线时钟主频率经过优化可达60MHz，PCIe接口满足125MHz时钟频率要求，数据速率可达33Mb/s。关键词：微控制器，ARM，IP核，AMBA，FPGA，原型验证IABSTRACTABSTRACTInrecentyears,withthedevelopmentofindustrystandardsandthecontinuousimprovementofpeople'slivingneeds,microcontroller(MCU)ofICindustryals