随着IC产业的飞速发展和集成电路设计、制造技术的不断进步,SOC系统级芯片的设计已成为IC设计领域的主流和必然趋势。在SOC芯片的开发方法中,IP核复用技术已成为一种主流的设计方法。本文研究的是对SOC片上系统的MCU进行设计的相关方法和技术。在本文的研究课题中,系统研究了MCU的设计技术。对设计方案的制订、模块化设计流程、模拟仿真、逻辑综合、软硬件协同设计等技术从应用的角度进行了分析研究和掌握。对PIC17C42为原型的MCU的体系结构、指令系统和系统时序进行了分析,并基于此系统对所实现的IP核进行了按层次结构和模块功能的划分。以PIC17C42 MCU的关键模块ALU的设计和串行通信口的设计为实例,对这些模块进行了功能和算法上的分析,设计了相应的方案。采用硬件描述语言Verilog HDL实现该模块的软件,其代码均为RTL级可综合代码。以MAX+PLUS II作为编程设计环境,在该软件平台上进行代码的编程和各级的仿真验证,电路综合采用Synplify。设计的模块可以实现IP核复用。本论文完成了ALU运算模块和串口发送、接收模块的前仿真,基于FPGA的电路综合及后仿真验证。完成了该USART串口基于ASIC的电路网表综合、基于网表的电路仿真验证,对ASIC后端设计中的逻辑综合和时序分析验证进行了研究。