1．引言 随着科技的高速发展,微处理器以其强大的可编程能力和高性价比,已广泛地应用在我们日常生活的各个方面,深刻影响着国防、民用等关键领域。

而我国无论是在微处理器设计还是制造工艺上,都落后于国际先进水平。

研究设计高性能微处理器已变得非常迫切。

MIPS的含义是无内锁流水线微处理器，其使用相对简单的指令，结合优秀的编译器，以及采用流水线执行指令的硬件，就可以用更少的晶圆面积生产出更快的处理器。

2.设计方案 设计一个基于MIPS32指令集架构的处理器，整个系统以使用Verilog HDL硬件描述语言编写的MIPS32处理器为核心，通过Wishbone总线接口，与Wishbone总线互联矩阵连接，再通过Wishbone总线互联矩阵连接GPIO，UART，SDRAM控制器等外设，来实现一个功能较为完整的SOPC。

在这套SOPC上，移植了μc/OS作为软件操作系统，通过MIPS处理器与μc/OS操作系统构成一个较为完整的小型计算机。

一． 处理器指令集架构 方案一：自己设计一套全新的指令集架构，该方案保证了所有的设计都是可控的，不受限于现有指令集架构不足的限制；但是，与该指令集架构配套的编译器、应用软件都需要自己重新开发，难度较大，工作量巨大。

方案二：选择一套现有的指令集架构：MIPS架构，在目前较为常见的几种ISA中，MIPS的设计是RISC架构的经典之作，很多处理器的设计都吸收了MIPS的思想，并且，MIPS架构的专利已经过期，可以自由使用。

综上，选择方案二，使用MIPS32指令集架构。

二． 总线接口 方案一：AMBA总线，ARM公司定义了AMBA总线规范，它是一组针对基于ARM核的、片山系统之间通信而设计的标准协议。