随着集成电路设计技术和半导体制造工艺的迅速发展，基于CMOS标准单元的超大规模集成电路(VLSI)设计已步入片上系统芯片(SOC)时代。SOC因其面积小、功耗低、功能多和集成度高等特点，被广泛应用于通信、消费电子和仪器仪表等领域。研究和掌握SOC设计技术对发展我国的集成电路产业具有重要的意义。　　 本文设计的片上系统芯片ZSU32内置32位MIPS处理器，同时集成了LCD控制器、AC97控制器、SRAM控制器、以太网控制器等，并具有I2C、SPI、UART等多种接口，可以满足大部分嵌入式应用。　　 文中采用自顶向下的设计方法，完成了芯片的前后端设计，重点总结了以下工作：(1)内核Mcore的设计。Mcore兼容106条MIPS指令，用5级流水线实现。文中分析了流水线各级的功能，然后用Verilog硬件描述语言进行建模，采用ModelSim工具、结合SystemC测试平台进行功能仿真，并用FPGA进行了原型验证。(2)ZSU32的逻辑综合。文中以Synopsys公司的DesignCompiler为工具，详细介绍了时钟定义、多时钟域、端口信号等时序约束策略，有效地减少了逻辑设计与物理设计之间的时序差异。　　 ZSU32芯片采用中芯国际0.18μmCMOS工艺进行了实现。使用PrimeTime进行静态时序分析(STA)，证明处理器可以达到200MHz的设计要求。芯片的网表单元总数超过二百六十万门，文中采用ASTRO布局布线工具对网表进行了版图设计。芯片版图的尺寸约为3.9mm×3.9mm，目前芯片的GDSⅡ文件己交给晶元厂流片。