随着计算机技术、微电子技术的高速发展,嵌入式微处理器以其高性能、低功耗的优点,广泛应用于民用电子消费、网络通信领域,并已逐步应用于密码处理、信息安全领域。 论文在研究嵌入式微处理器架构的基础上,参考MIPS32指令系统,设计了一款基于RISC架构的32位通用微处理器,并在FPGA上进行了实现,最后通过实验板对该微处理器进行了功能测试和正确性验证。 论文深入研究了微处理器的指令系统,设计了微处理器数据通路,采用硬件描述语言完成了ALU单元、取指单元等电路模块的设计与实现;论文研究了控制单元的实现方法和有限状态机设计基本理论,采用硬件描述语言完成了控制单元的设计与实现。 论文根据微处理器在嵌入式密码处理系统中的应用,分析了存在的问题与不足,提出了通过增加专用指令实现直接数据传输的一种方式,即采用专用指令取代通用微处理器的DMA传输,实现外部存储器与密码芯片之间的直接数据传输。 实验表明,该微处理器实现了课题组要求的所有功能。基于专用指令的直接数据传输简化了DMA硬件电路,消除了DMA传输的初始化过程,提高了密码芯片与外部存储器之间的传输效率,为进一步研究密码专用微处理器和SOC系统积累了经验。