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嵌入式系统在很多领域有着广泛的应用，包括个人消费、通信、工业控制以及军事等。嵌入式系统的核心是微控制器，其性能直接影响到整个系统的性能。本文基于开源IP核设计并实现了一款具备基本功能的微控制器，该微控制器用于一款小型射频SOC芯片。该微控制器的核心是一个基于ARMv4指令集微处理器内核，外围设备包括SPI控制器、通用串口、定时器、通用IO接口和外部中断以及中断控制器。本文设计的微处理器是在一款基于ARMv2a指令集架构的开源IP核的基础上，进行深度修改得到。ARM作为目前RISC（Reduced Instruction Set Computer），即精简指令集计算机的代表，在嵌入式领域有着广泛的应用，本文选择ARM指令集有着深远意义。本文设计的微处理器内核兼容ARMv4指令集48条指令中的43条，5条协处理器指令除外。该微处理器内核拥有三级流水线结构和Wishbone系统总线，而且能够很好的兼容现有编译器，方便应用调试。外围设备也是微控制器的重要组成部分，微处理器影响着微控制器的性能，而外围设备则关系到整个微控制器功能的丰富性。本文设计的微控制器包括了五个外围设备，其中SPI控制器和通用串口是参考现有案例自主重点设计，定时器、通用IO接口及外部中断和中断控制器只具备简单功能，为满足射频SOC基本需求而设置。SPI控制器符合SPI通信协议标准；通用串口具有最基本的数据帧结构，即1位起始位、8位宽的数据位、没有校验位，停止位位2位。所有外设都基于Wishbone系统总线从设备而设计，不仅应用于本文的微控制器，还可以应用于其他任何基于Wishbone系统总线的设计。仿真验证是数字系统设计的重要流程，包括功能仿真和布局布线后的仿真。本文设计的微控制器从整体到各个功能模块都进行了完整的仿真，功能仿真所使用的仿真工具是Modelsim6.5f版本；由于没有目标工艺库，因此布局布线后的仿真是针对Altera公司的CycloneII系列FPGA进行的。通过最后微控制器在FPGA上的测试，证明整个设计实现了完整的微控制器功能，能够满足射频SOC对微控制器的需求。