随着集成电路的不断发展,片上系统SoC(System on a chip)逐渐成为嵌入式系统的主流方向。系统芯片的集成度不断提高,功能也日益复杂,它在通信、家电、工业、医疗等领域带给我们巨大便利的同时,也对系统规模、设计周期、生产成本等提出了更高的要求。本文研究面向数字家电信号处理的微控SoC可重塑设计方法,并构建了一个多级软硬件协同验证环境来提高验证效率,最后将SoC系统应用于数字家电领域。主要工作和创新点如下:1)提出了一种SoC系统可重塑设计方法。利用功能参数可重塑和接口参数可重塑,设计SoC系统的整体结构,其内部规模大小和功能均可进行弹性调整。同时,针对采用的片上总线和外围IP模块进行了详细设计,以满足SoC系统的基本功能需求。2)设计了一套RISC指令系统和五级流水线架构。该指令系统拥有利用率较高、复杂度波动小、执行速度快和占用资源小的特点,以满足数字家电应用的需求。采用五级流水线架构有效地提高了指令的执行效率,也相应地提升了SoC系统的工作速度。3)搭建了一个复杂数字逻辑系统的多级软硬件协同验证平台。该平台的软件仿真环境提供了与硬件测试环境进行验证数据传输的接口,使得在PC端就可对FPGA端的激励信号和响应信号进行控制和调试。另外,在此过程中实现对内部数据结构的封装,避免意外的错误修改,增加多级软硬件协同验证平台的稳定性。此外,实现了SoC系统的完整设计和验证,将其应用于数字家电的解决方案中,提高了数字家电领域的设计效率和实现效果。