微控制器的发展已经有二十多年，从8位发展到了16位、32位、64位，已经开发出很多的品种，但是国内市场基本上是国外品牌的天下，我们必须开发有自主知识产权的微控制器。为了尽快赶上国际先进水平，我们需要借鉴和吸收国外成功的设计经验, 否则，芯片的面积和性能很难做到最优，因此VLSI设计中心决定通过正向和逆向结合的方法来设计微控制器。本课题的研究目的是开发与PIC中档微控制器的兼容微控制器。本文作者及其研究小组在一年多的时间里，从版图的电路提取，电路整理，电路分析到电路的设计和仿真，做了大量的工作，深入的分析了PIC16C73B的组成结构和工作原理，完全的破译了PICmicro的指令系统，把握了微控制器的设计思想，设计出了与PIC中档微控制器兼容的微控制器，为开发自我知识产权的微控制器奠定了坚实的基础。本文先简要介绍了计算机指令系统的发展，然后深入分析了微控制器的组成架构以及指令的两级流水，接着详细论述了的各个功能模块的工作原理和电路的设计考虑，通过算术逻辑单元ALU的深入分析来探究了每条指令在MCU中执行情况。为了扩展系统，第五章专门讨论了中断模块的设计和验证。最后通过一个乘法程序的仿真来验证了整个MCU的设计。仿真工具用的是ViewLogic公司的Workview Office 7.5。