随着信息技术的发展,嵌入式处理器在人们的生产生活当中的应用越来越广泛。设计出具有国内自主知识产权的32位嵌入式处理器不仅对我国的战略安全具有显著意义,同时也有利于打破国外垄断,带来丰厚的市场效益。 本文以APM7TDMI为研究对象,该处理器采用三级流水线：取指、译码、执行。支持7种处理器模式：用户、FIO、IRQ、管理、中止、未定义、系统。处理器同时支持16位Thumb指令集,在指令流水线中使用动态解压缩硬件将16位Thumb指令转换为32位指令。ARM7TDMI体系结构支持通过增加协处理器来扩展指令集。本文详细阐述了32位RISC嵌入式处理器的结构。时钟通过双相非交叠时钟上升沿控制指令流水线的操作。其中控制逻辑部分采用硬布线控制器进行指令译码,分别通过两个PLA进行译码。数据通路部分采用全定制版图设计。本文设计了采用基于2位Booth算法32×32乘法器结构,开始四个周期每个周期计算32×8乘法,下面两个周期分别计算低32位和高32位加法。本文的设计加法器单元采用进位选择加法器,同时计算进位为1和为0的结果,加法器Hspice仿真的最大延迟为1.51ns。移位器采用桶型移位器,支持逻辑左移、逻辑右移、算术左移、算术右移、循环右移、扩展1位循环右移六种移位方式。 采用SMIC 0.18μM Logic 1P5M 1.8V/3.3V工艺设计版图,面积为：0.96mm2。通过VCS调用Nanosim混合仿真处理器综合测试程序Dhystone,最坏工作频率为：80MHz。功耗为13.9mW(工作在50MHz)。