随着信息技术的发展，嵌入式处理器在人们生产生活中的应用越来越广泛，具有高性能、低成本和低功耗特点的嵌入式处理器也由此被广泛地应用于各个领域。CISC结构指令代码密度高，而RISC结构指令执行效率高，在现代控制器设计中，如何结合两者的优点，是系统结构研究的热点之一。 本文设计与实现了基于RISC体系结构的32位高代码密度控制器。采用自顶向下的正向设计方法，通过对32位控制器组织结构的分析，建立了系统架构，进行了模块划分，采用Verilog硬件描述语言实现了系统的RTL级设计。为实现高代码密度和低功耗，本控制器支持16位/32位混合指令集，指令在存储器中按半字对齐存放，执行16位/32位时无需状态切换；为减少程序响应时间，支持静态预测转移技术、中断嵌套和Tail-Chaining机制；为实现高指令执行效率，采用三级流水线结构和哈佛体系结构，且绝大多数指令都单周期执行。本文重点阐述了三级流水线设计、数据通路设计和中央控制单元设计。并且针对流水线的三种冒险，提出了具体的解决办法：采用哈佛结构和多寄存器端口解决结构冒险，采用通用寄存器结构和前推通路解决数据冒险，采用静态预测转移技术解决控制冒险。 本文的最后，给出了仿真和综合结果。本文将所有指令分为若干个不同的仿真类别，以编写代码覆盖率高的仿真程序，结果证明各类指令可以正常运行。本控制器采用SMIC0．18μm CMOS标准工艺库，基于性能最优化的约束进行综合，得到125℃下工作频率高于125MHz。