本文设计了一种基于MCS-51架构的，可寻址16MB外部数据存储器和16MB外部程序存储器，并带有多源看门狗定时器功能的8位高性能MV-03(MachineVision)微控制器，为实现机器视觉片上系统提供了具有自主知识产权的IP核。 本文的主要工作和创新点：1.提出了一种寻址空间的扩充方法。该方法能使基于MCS-51架构的MCU在不改变指令系统和不增加I/O管脚的情况下无缝地访问16MB外部数据存储器和16MB外部程序存储器，使MCU能够处理大量的图像数据和运算复杂的机器视觉程序。本方法虽然是针对51微控制器系列架构，但对于其它微控制器地址寻址空间扩充的实现亦有很好的参考价值，该方法已申请了两项国家发明专利，并得到了受理； 2.提出了一种多源看门狗定时器的思想并给出了具体的设计方法。采用本方法可监控多个程序模块的运行，便于系统的调试和管理； 3.提出了一种针对MV-03MCUIPCore的软、硬件(FPGA)测试方案，建立了系统的测试环境，包括外部数据和程序存储器，片上数据存储器，双向输入、输出口和系统时钟源、复位源，编写了相应的测试代码。有效地实现了对MV-03MCUIPCore的测试和验证： 作为“机器视觉及其芯片实现研究”课题的一部分，笔者按照数字ASIC自顶向下的系统设计流程，采用模块化设计方法，在CSM0.35um工艺下，完成了MV-03MCUIPCore的软核与固核设计。