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IP复用技术是SOC设计的核心技术，使芯片设计变得快捷，设计风险也大为降低。八位微控制器IP核是SOC设计中应用最广泛的一类嵌入式核。本课题所设计的SDU_M08微控制器IP核采用哈佛结构，指令集与Microchip公司的PIC16C57完全兼容，可以广泛应用于工业控制、汽车、仪器仪表、家用电器等系统中。本文在对PIC16C57系统结构、指令集和系统时序进行仔细分析的基础上，进行了系统划分和各模块的RTL级代码设计。整个微控制器系统被划分成控制通路和数据通路两部分，每个子模块都进行了精心的设计，部分模块还进行了特别优化。设计中尝试使用DesignWare库中的IP模块对设计进行了优化，取得了显著的效果；数据通道模型的设计使数据通道的设计变得简单快捷，ALU采用了低功耗设计方法；设计数据存储器时考虑到布局布线时的总线扇出，采用了分级输出思想。在设计的验证方面，对FPGA原型技术进行了深入的研究，制定了详细的验证策略，搭建了FPGA验证硬件平台。探讨了Flash存储器的在线编程问题，利用FPGA实现了对Flash的在线编程；遵照FPGA原型实现流程对设计进行了仿真、综合和布局布线；对边界扫描测试技术进行了研究，开发了用于FPGA边界扫描测试的软件。在设计和验证的过程中，使用了一系列的EDA工具，包括Altium公司的Protel DXP，Synopsys公司的VCS和Design Compiler，Mentor Graphics公司的Modelsim，Synplicity公司的Synplify Pro以及Altera公司的QuartusⅡ等。SDU_M08采用精简指令集，易于学习和使用，可广泛应用于低功耗、高性价比的控制领域。本课题的研究为日后开发更复杂的微控制器积累了经验，奠定了坚实的知识基础。