基于Avalon总线的8051MCUIP核：高性能设计与实现

《基于Avalon总线的8051MCUIP核的设计》是一篇由王安文、倪奎、旷捷和程方敏在武汉大学攻读硕士学位期间完成的学术论文。该研究针对经典的8051微控制器架构，设计了一个兼容MCS-51指令集的高性能IP核。IP核的设计重点在于提升性能，通过集成多种先进技术，如流水线技术、指令映射、指令预取以及微代码技术，显著加快了处理速度。这些技术的应用使得该IP核在100MHz时钟频率下实现了单周期指令执行，从而提高了执行效率。 论文的核心内容围绕着如何将传统的8051架构与现代系统总线标准Avalon进行整合，以实现高效的数据交换和控制。Avalon总线作为一种高性能的片上系统接口，允许IP核与其他系统组件进行无缝通信，这在嵌入式系统和SoC设计中尤为重要。通过这种方式，8051MCUIP核能够在复杂的系统中扮演核心角色，同时保持其原有的灵活性和可扩展性。 为了验证设计的有效性和正确性，作者使用了Modelsim软件进行了功能仿真和时序仿真，确保了IP核在理论上的行为符合预期。最后，他们在实际硬件平台上进行了验证，即使用了Altera公司的Cyclone II FPGA芯片为核心的DE2开发板，通过硬件测试进一步证实了设计的稳定性和性能表现。 论文的关键点包括8051指令集的兼容性、Avalon总线的使用、以及各种优化技术在提高IP核性能中的作用。这篇作品不仅展示了作者们对8051架构的理解，也反映了他们对于系统级设计和硬件加速技术的掌握，对于从事嵌入式系统设计、微控制器核研发或系统级集成的工程师来说，具有很高的参考价值。