在FPGA上對(duì)OC8051IP核的修改與測(cè)試
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(4)oc8051_decoder模塊
該模塊用于對(duì)指令譯碼。其設(shè)計(jì)思想是，分析當(dāng)前輸入信號(hào)op_in和所處狀態(tài)state，把指令的功能配置為其他模塊的控制信號(hào)，并得出下一個(gè)狀態(tài)。因?yàn)楦髦噶畹闹噶钪芷诓煌?，所以每條指令譯碼執(zhí)行狀態(tài)也各有不同。模塊主體由狀態(tài)機(jī)構(gòu)成，在每個(gè)狀態(tài)下對(duì)狀態(tài)機(jī)不同的執(zhí)行狀態(tài)進(jìn)行條件判斷嵌套，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)不同指令的多路選擇。對(duì)模塊仿真時(shí)發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行如DJNZ、JB、CLR等指令的結(jié)果不正確，其原因是在某些狀態(tài)下對(duì)某些指令的譯碼有誤，主要表現(xiàn)為配置了錯(cuò)誤的控制信號(hào)。對(duì)模塊修改結(jié)果如表3所列。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/191853.htm
2．3 仿真結(jié)果
程序執(zhí)行方式是單片機(jī)的基本工作方式，通?？梢苑譃閱尾綀?zhí)行和連續(xù)執(zhí)行兩種。事實(shí)上，2．2小節(jié)中的具體修改方法正是結(jié)合這兩種工作方式實(shí)現(xiàn)的。數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)(DES)是著名的對(duì)稱密鑰分組密碼，由美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)FIPS 46-2定義?；?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/8051">8051指令系統(tǒng)，DES的軟件實(shí)現(xiàn)難度不大，但它是對(duì)OC8051 IP核工作能力的一次綜合檢驗(yàn)。采用DEs標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試向量：
密鑰K=1A624C89520DEC46
明文P=748502CD38451097
密文C=DD0CFEB783CF3FDE
結(jié)合圖2所示的仿真調(diào)試方案，Modelsim環(huán)境中OC8051執(zhí)行DES的仿真結(jié)果如圖3所示。
3 基于FPGA的下載測(cè)試
利用FPGA對(duì)其功能進(jìn)行了驗(yàn)證。選用Altera公司的EP2C35F672C6型號(hào)FPGA開(kāi)發(fā)板，含有33 216個(gè)邏輯單元(LE)、豐富的存儲(chǔ)器(RAM)和4個(gè)鎖相環(huán)(PLL)。采用QuartusII軟件，OC8051 IP核綜合后占用3 917個(gè)邏輯單元，時(shí)鐘頻率最高達(dá)到30．81 MHz，F(xiàn)PGA測(cè)試的實(shí)際頻率為27 MHz。
利用QuartusII對(duì)OC8051 IP核綜合、布局布線后，采用JTAG方式將配置文件下載至FPGA中，測(cè)試程序仍采用DES算法程序。In-System Memory ContentEditor是QuartusII提供的一個(gè)可在線操作FPGA片上RAM內(nèi)容的工具，通過(guò)JTAG方式，用戶可以查看和修改RAM中的內(nèi)容。如果用戶設(shè)計(jì)對(duì)RAM中的內(nèi)容進(jìn)行了修改，需要查看修改后的結(jié)果是否為所期望的，則使用該工具最為方便。OC8051 IP核外部RAM中的數(shù)據(jù)可以通過(guò)該工具方便地操作，所以本文對(duì)DES測(cè)試向量的輸入和輸出都是通過(guò)它來(lái)完成的，如圖4所示。
FPGA下載測(cè)試結(jié)果表明，OC8051工作正常，與仿真結(jié)果一樣，測(cè)試程序運(yùn)行正確。
結(jié) 語(yǔ)
本文介紹了一種OC8051 IP核的仿真測(cè)試方案。該方案給出了查找與定位IP核中邏輯錯(cuò)誤的方法，并詳細(xì)介紹了各種錯(cuò)誤的修改方法。測(cè)試結(jié)果表明，OC8051工作正常，已經(jīng)初步具備了微控制器的功能，可以被運(yùn)用于實(shí)際的工程開(kāi)發(fā)中。
評(píng)論