集成电路进入SoC设计阶段以后,基于IP(知识产权)核的SoC设计方法已经成为目前SoC设计方法中主流的设计方法之一。我国集成电路设计起步较晚,设计水平、设计能力与国外有一定差距,设计并开发具有自主知识产权的IP核,对我国的IC产业具有重要的意义。 作为一种嵌入式微控制器,MCU在通信、交通、医疗、消费电子、仪器仪表等领域得到了广泛的应用,渗透到人类生活和国民经济的各个方面,推动着国民经济的迅速发展。在这些嵌入式应用系统中,基于51指令系统的8位CISC MCU由于其低成本、高效能而始终占据着相当重要的位置。因此,研究并提高基于51指令系统的8位CISC MCU的性能和效能仍具有较高的理论和现实意义。基于这点,本论文研究并设计了一款与标准8051兼容的8位CISC MCU IP核。在ALU的设计部分,对常用的加法、除法电路作了改进,引入了新的算法一超前进位扩展算法和双比特算法,提高了执行效率。在控制器的设计部分,采用了查找表结构,它没有硬布线控制器逻辑结构那么复杂,速度要比微程序控制器速度快。 目前,基于USB总线的电子产品种类在不断增加,USB接口芯片的需求越来越大。论文基于所开发的MCU IP核,通过将USB接口IP集成到所开发的MCU IP核中,实现了USB设备控制器的设计。