随着芯片制造工艺迅速的发展和社会不断的进步,对嵌入式或数字信号处理设备的需求越来越大,嵌入式集成电路的设计面临着更大的挑战。Cortex-M3是当前最受欢迎的嵌入式处理器之一,性能十分优秀,面积和功耗都小。Cortex-M3不但拥有硬件乘法,还具备32位整数除法部件,具备有符号数和无符号数除法指令。Goldschmidt迭代算法是一个具有二次收敛速度的除法算法,是目前已知性能最高的除法算法。本文在ARMv7工程项目中,基于Goldschmidt除法迭代算法,为Cortex-M3嵌入式定点微处理器设计并实现一款32位整数除法部件。文章首先阐述了Goldschmidt算法的数学原理,分析和证明其二次收敛速度。完成算法的数学建模,最后优化设计除法部件内部的结构。Goldschmidt迭代算法将除法中的分子N和分母D与一系列相同的迭代因子F相乘,最终使得分母趋于1,分子则趋于商Q。论文分析ARM Cortex-M3除法指令执行的数据通路,采用自顶向下的设计方案,完成32位整除除法部件的设计任务。并使用SystemVerilog硬件描述语言完成本项目所有的RTL代码编写任务。实现整数除法部件后,基于SystemVerilog Assertion(SVA)断言和受约束化随机激励的验证方法完成除法部件的功能验证,并检验其二次收敛速度。最后完成综合后的门级网表的形式验证和后功能仿真。本文基于Goldschmidt算法为Cortex-M3设计整数除法器,经最后的验证:在Cortex-M3中采用Goldschmidt算法设计的除法器,面积和功耗完全达到了工程上的要求,只需要1~10个时钟周期就能完成一条32位整数除法指令。