因特网网络规模已经按“超摩尔”定律在发展,数据处理量急剧增加,这无疑对现有网络技术的承载能力是一个极大的挑战,网络处理器以其灵活性和高性能,为网络发展问题提供了解决方案。本文以网络处理器相关研究为背景,对网络处理器的核心单元微引擎进行了研究。阐述了微引擎的结构特点和工作机制等关键技术,尤其重点对微引擎中的寄存器文件(包括传输寄存器、通用寄存器和指令存储寄存器)进行了分析和研究,给出了相关寄存器文件的设计和验证方案。论文完成了微引擎中128个32bit的传输寄存器、128个32bit的GPR和1024*32bit指令存储寄存器的结构分析和各模块的硬件语言描述,并完成了模块级和系统级的功能仿真,并在Design Compiler中进行综合,给出面积和时序报告,微引擎总面积为0.35mm2,约占整个微引擎面积的四分之三。最高工作频率可达到250MHz。最后采用FPGA验证方案,对设计结果进行了验证。