本课题的研究目的是开发并设计一款面向家用电器类产品的4位RISC MCU IP软核。在对市场需求的调研对比后,通过对各种家用电器类产品的具体功能、应用特点及硬件需求进行了分析,确定了CPU的架构及常用的外围硬件资源做为本课题的研究基础,以便今后在此设计的基础上衍生出系列化产品。经过深入细致的研究,本课题设计的MCU最终采用了数据总线和指令总线相互分离的哈佛双总线、以及Microchip公司PIC微控制器的两级流水线体系结构;指令集主要参考了PIC的指令集架构,并结合自身的硬件资源特点进行设计。通过深入分析PIC及其他知名系列单片机系统结构、指令系统和系统时序,把握了微控制器的设计思想,并且在此基础上对精简指令集MCU IP核进行顶层功能和结构的定义与划分;采用自顶向下的数字系统设计方法,建立了一个可行有效的RISC MCU IP核模型;采用IP核重用技术、当前流行的Verilog硬件描述语言和高层次综合方法,对各个模块进行设计描述;并借助多种EDA工具对各个具体功能模块及整个系统进行了仿真,综合和验证。本系统IP核的设计主要包括CPU基本模块、外围常用基本模块和MCU的中断系统。本文着重按照流水线的工作流程具体讨论了CPU各基本模块的工作原理和设计实现方法,大致介绍了外围常用基本模块,最后就MCU的中断系统进行了详细的描述。整个系统已经通过了全面的指令集测试,包括单条指令集测试和指令组合测试。经测试验证结果表明:所设计的MCU IP核能够准确无误的执行除stop、wait以外的38条指令,达到了所要设计的MCU的性能指标要求。