随着科学技术的发展,电机在人们日常生活及工业控制中的应用越来越广泛,人们对电机性能的要求也越来越高。电机芯片在运算、大容量存储,可靠性等方面的需求越来越大。现有的电机控制芯片受限于自身的资源及处理能力,一些精确的电机控制算法,如矢量控制等,都不能得到很好实现。由此,本文旨在开发出自主可控,配置灵活,能有效提升电机芯片整体性能的面向电机控制专用SoC的IP核。本文首先介绍了电机控制专用SoC的整体架构,然后介绍协处理单元、Nor Flash控制器和PWM单元三个IP核的具体实现。为了满足精确电机控制算法的需求,协处理单元集成了除法运算和Cordic算法。除法运算单元的预移位处理模块能有效减少除法运算周期,平均计算速度提升50%左右。针对电机控制专用SoC的高可靠性要求,本设计中的Nor Flash控制器支持代码保护机制和ECC容错,同时为了提升读取速度,支持连续地址的快速读取模式,有效减少内核对Flash的访问周期,将访问时间减少25%左右。为了满足电机控制在电力电子方面的各种应用,高可靠性和灵活性的需求,本设计中PWM单元支持多种寄存器的配置,死区插入,事件驱动和故障区域检测等,通用性和可复用性非常广泛。本次设计基于Verilog语言完成协处理单元、Nor Flash控制器和PWM三个IP核的开发。然后使用NCSim仿真套件基于Cortex m0内核搭建仿真平台,实现软硬件协同仿真,对所设计的IP软核完成系统级的仿真和验证。最后使用Design Compiler综合工具对整个架构进行综合,综合目标频率为60MHz,满足要求,三个IP软核在增加少量控制逻辑的前提下,使得电机芯片的整体性能有较大提升。最后,基于FPGA开发板对三个IP核进行板级验证,验证结果满足预期目标。