随着集成电路产业的飞速发展以及人民物质生活需求的提高,可穿戴设备、自动驾驶汽车等**技术产品走进我们的生活,这都得益于微控制器的发展和应用。微控制器作为这些电子系统最核心的元器件,得到了国内外许多集成电路公司的关注。本文对微控制器的工作原理、实现方法进行了深入地研究,然后基于180nm工艺设计了一款微控制器芯片,该微控制器最终将应用于一款雷达SOC中。目前集成电路设计涉及的领域众多,特别是数字集成电路设计,从前端代码设计到逻辑综合再到物理设计,需要的时间精力极其庞大,所以本文采用了基于IP核的方式进行微控制器前端设计,并且利用一些先进的EDA工具进行微控制器的逻辑综合以及物理设计。本文首先对微控制器整体架构进行介绍,包括微控制器顶层架构和ARM指令集架构的一些基本概念。其次采用自顶向下的设计思想,利用Verilog硬件描述语言对微控制器的总线系统、处理器核系统以及外围设备系统进行了逻辑功能的设计。然后对数字集成电路逻辑综合的基本原理和实现方法进行了详细的阐述,重点介绍了设计环境和设计约束的基本概念和设置方法。同时借助综合工具对设计的微控制器进行逻辑综合,得到了后续物理设计所需要的网表文件和设计约束文件。最后介绍了数字集成电路物理设计的基本流程和设计方法,其中包括微控制器芯片整体的布局和电源网络规划,时钟树综合的基本原理和分析方法,布线的分类及其各自的作用,验证的目的及其实现手段。并且借助一些布局布线和验证工具对本次设计的微控制器进行了最后的物理设计,最终进行流片。
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