基于MCU的嵌入式设备高速数据处理系统

生存压力的增大与环境污染的加剧使得健康预防问题愈来愈得到社会的关注。信息化产业深度发展为嵌入式医疗设备运用到医学工作周期提供了物质基础。此类信息设备所处理的数据多为生物医学信号。生物医学信号所特有的数据特性要求数据处理系统有高度的实时性、准确性、稳定性。为此设计了一种基于MCU和DSP的高速数据处理系统,以MSP430F169型MCU作为控制单元,以TSM320VC5402型DSP作为运算处理单元。满足了工业化、实用化和小型化的要求,并留有丰富的扩展借口,为后续功能的研发打下基础。     

高速FIR滤波器的流水线结构

通过一个13阶线性相位的平方根升余弦滚降FIR数字滤波器的结构设计，介绍了如何应用流水线技术来设计高速FIR滤波器。考虑到FPGA的容量问题，对采用流水线技术之后的FIR滤波器占用的硬件资源进行了分析，得出一些结论。     

32位RISC嵌入式微处理器流水线设计

介绍了一32位RISC嵌入式微处理器(取名为MoonCore)的5级流水线的结构,即取指&译码(IF&ID)、读寄存器堆(RF)、执行(EXEC)、访存(DMEM)和写回(WB),详细介绍了各个流水级的主要部件的设计并分析了流水线相关问题及解决办法.     

基于MCU和CPLD的嵌入式可调脉冲发生器设计

本文介绍了一种周期、脉宽可由上位机实时调节的嵌入式脉冲发生器,用来作为声光调制器驱动器的TTL信号输入.设计中利用了单片机AT89C52控制功能灵活,能与上位机进行简单的串行通信的特点,结合复杂可编程逻辑器件(CPLD)集成度高、可靠性好及工作速度快的优点,利用Altera公司强大的设计软件QUARTUSⅡ进行设计仿真并硬件实现.最终得到重复频率在800 Hz-25 MHz范围内可调,脉宽可以在一个脉冲周期范围内以20 ns步长任意调节的脉冲信号,完全满足声光调制器驱动器的工作要求,此设备已稳定工作半年.     

基于PowerPC440GP型微控制器的嵌入式系统设计与研究

介绍一种新型PowerPC440GP型32位高性能微控制器,提出一种基于PowerPC440GP的网络服务器嵌入式系统硬件设计方案并给出部分设计细节,然后讨论基于此硬件平台的嵌入式操作系统VxWorks的开发、移植及BSP引导程序的开发流程。     

基于MCU的嵌入式在线升级系统的设计与实现

在基于MCU的嵌入式应用中,应用程序一般是通过仿真器烧写到片内存储器中的,该方式的缺点是应用程序的更新和升级必须依赖仿真器,而且程序一旦更新不成功,会破坏原有的程序。为了解决此问题,在Xmodem通信协议的基础上,设计了一种基于MCU的嵌入式在线升级系统,并给出了该系统的详细设计流程。     

基于嵌入式MCU的计算器电路结构及指令分析

本文介绍了一种基于嵌入式专用MCU的计算器电路,重点介绍了该类型电路的结构及指令系统,并给出了一个实际运算的程序流程。     

用于调试基于MCU设计的新技术

基于MCU(微控制器)的产品向我们所提出的挑战是如何测试这些新设计的硬件和软件。由于调试任何电子产品设计的关键是“观察”信号,工程师们传统上使用双通道示波器作为测试他们设计的主要工具。双通道示波器能够满足过去简单的电气设计的要求。但随着微控制器的出现,设计变得越来越复杂,通常有多个模拟和数字I/O信号必须同时进行观察。     

一种基于嵌入式内核的MCU总线架构研究

为了满足基于嵌入式内核的MCU芯片对于内部总线系统的设计需求,分析了嵌入式内核的对外的AHB总线接口特性,提出一种兼顾效率和可复用性的MCU芯片内部总线架构。该架构符合AHB总线规范,支持多个主控器同时访问不同的从设备。采用灵活的仲裁机制解决访问冲突。本文设计MCU总线架构应用于一款工业控制类MCU芯片,完成了FPGA原型验证、流片和样片测试。     

一种高效率8位嵌入式微控制器的VLSI实现

在分析标准8位MCU流水线结构的基础上，从提高效率及降低功耗的角度出发，提出了一个高性能MCU的实现结构。通过流水线结构的优化，使指令执行效率提高到原来的2．5倍，在保持运算能力不变的前提下，功耗可降为标准结构的1／16左右。     

基于CISC/RISC的混合指令集构建

CISC与RISC是微处理器设计中的2种主要指令体系,他们各具优势,共存共融是其发展方向之一。首先介绍了硬件上基于CISC/RISC的混合架构设计,然后重点具体介绍CISC/RISC混合指令集的构建方法,并以65C02S的指令集为例,通过仿真说明了按该方法构建的混合指令集在基于CISC/RISC混合架构的硬件上运行具有良好的优势。     

一种用于流水线ADC的高速电压比较器

文章介绍了一种高速电压差分比较器电路，该电路采用了两级运放结构。由前置预放大级和带复位端的闩锁输出级组成。该电路采用0．18μm工艺实现，对其进行了电路原理分析和HSHCE仿真。得到的仿真结果和波形说明该比较器具有速度快、精度高、功耗低的特点，适用于流水线结构的高速模数转换器。     

复杂指令集流水线系统设计

摒弃传统流水线设计必须先将复杂指令集指令转化为精简指令集指令,然后再按照精简指令集实现流水线的方法.采用拓展的哈佛结构,设计新型指令流水线前端多指令缓冲和双指令指针,以及流水线中、后端双总线寄存器组和多端口数据存储器,优化指令流水线结构,实现高效率的复杂指令集指令流水线系统.设计从理论上解决了复杂指令集流水线实现的两个难点:寄存器和存储器读写冲突问题,以及流水线各阶段功能和任务划分.VHDL语言建模,用ModelSim和Xilinx仿真、测试,证明复杂指令集流水线系统设计可行.     

一种带有流水线追踪器的JTAG ICE调试电路设计

针对复旦大学自主开发的32位RISCCPU,设计了相应JTAG调试电路(In—Circuit Emulator)。为解决此RISCCPU中5级流水线导致的断点误停的问题,提出了一种新颖的带有分支预测功能的电路结构一“流水线追踪器”。此JTAG调试电路与IEEE1149．1标准兼容,具有设置断点、单步、查看或修改CPU寄存器／内存空间、在线FLASH编程等多种功能。     

高速8位RISC微控制器内核设计

在对传统的MCS51系列单片微控制器的局限性进行分析的基础上,设计了一种基于增 强8位RISC构架的微控制器(MCU)内核.该MCU核采用哈佛结构、16位指令字长和8位数据字长,通过设计单周期指令、在内部设置多个快速寄存器及采用硬布线逻辑代替微程序控制的方法,加快了微处理器的速度,提高了指令的执行效率.计算机仿真验证和FPGA仿真验证的结果表明,该MCU的最高时钟频率和指令执行效率等指标均优于MCS51的5倍以上.     

嵌入式单片机应用系统程序结构

根据嵌入式单片机应用系统的特点，提出了新的程序结构的设计方法。     

一种加速嵌入式RISC微处理器EEPROM指令读取的方法

提出了一种EEPROM作为嵌入式RISC微处理器的程序存储器时加速指令读取速度的方法。该方法结合具体使用的EEPROM模块和基于4级流水线的RISC微处理器的设计，对流水线EEPROM读取程序顺序执行和不能顺序执行时的相应情况进行了分析，以确保系统的程序能正确执行。最后，给出了流水线读取EEPROM的电路实现组织结构。     

32位浮点嵌入式MCU设计研究

本文介绍了一个基于RISC体系结构的32位浮点嵌入式MCU的设计实现。该：MCU内含128kbit的SRAM、采用哈佛结构、四级指令流水线、32位指令字长和内部43位数据字长。MCU内部设置多个快速寄存器及采用硬连线逻辑代替微程序控制的方法，加快了微处理器的速度，提高了指令执行效率。设计中还采用对寄存器同步写、异步读的方式避免了数据相关问题。