MC8051 IP核基本結(jié)構(gòu)及原理

　　1 MC8051功能特點

　　采用完全同步設(shè)計：指令集和標(biāo)準(zhǔn)8051微控制器完全兼容;指令執(zhí)行時間為l～4個時鐘周期，執(zhí)行性能優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)805l微控制器8倍左右;用戶可選擇定時/計數(shù)器、串行接口單元的數(shù)量，最多可增加到256組;新增特殊功能寄存器用于選擇不同的定時/計數(shù)器、串行接口單元;可選擇是否使用乘法器(乘法指令MUL);可選擇是否使用除法器(除法指令DIV);可選擇是否使用十進(jìn)制調(diào)整功能(十進(jìn)制調(diào)整指令DA);I/0口不復(fù)用，無雙向數(shù)據(jù)I/O端口，輸入、輸出端口獨立;內(nèi)部帶256Byte RAM;⑾最多可擴(kuò)展至64 KB的ROM和64 KB的RAM;與工藝無關(guān)，可通過修改VHDL源代碼擴(kuò)展及參數(shù)化設(shè)置。

　　2 MC8051結(jié)構(gòu)及設(shè)計層次

　　圖1給出MC805l_eore的頂層設(shè)計模塊及其子模塊，包括頂層的各個信號端口及3個存儲器模塊。同時給出了頂層的輸入輸出I/O口。定時/計數(shù)器和串行接口單元，對應(yīng)于圖中的MC805l_tmrctr和MC8051_siu模塊，數(shù)量可選擇，圖中用虛線表示。MC8051 IP核與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8051單片機(jī)不同，MC8051的輸入、輸出并口分別映射到獨立的端口上。其頂層各I/O信號的描述如表l所示。

　　MC805lIP核的設(shè)計層次及對應(yīng)的VHDL文件如圖2所示嘲。它由定時/計數(shù)器、ALU算數(shù)邏輯單元、串行接口單元和控制單元組成。RAM及ROM模塊不包括在IP核內(nèi)，處于設(shè)計的頂層，方便于不同的應(yīng)用設(shè)計及仿真。

　　圖2中，最頂層是用戶的實際應(yīng)用設(shè)計模塊，它將ROM、RAM及mc8051_core封裝在內(nèi)部。實際應(yīng)用中用戶可添加自定義附加邏輯模塊，與設(shè)計層次中的RAM、ROM模塊處于同一個層次。