题目：8位RISC MCU的前端设计及DFT实现

MCU（微控制器）是嵌入式系统的核心，在电子工程应用领域有着广泛的应用。随着半导体技术的发展和设计水平的提高，出现了各种各样结构复杂，功能强大的16位、32位MCU。但在低端嵌入式系统应用中，人们最关心的还是成本和应用系统开发的难度。针对这种需求，本课题设计了一个低成本，高性能的8位精简指令集MCU。在指令集的设计上，本课题的绝大多数指令都与业界流行的PIC指令兼容，从而使设计人员更容易掌握，也为将来配套编译器的设计提供了方便。同时，为了弥补原有12位指令在大容量存储器中寻址能力的不足，还设计了额外的指令来实现在更大寻址空间内的操作。此外，在体系结构的选择上，本课题采用了数据和指令分开存储的哈佛结构，在不增加系统复杂度的前提下保证了MCU的性能。在系统设计的基础上，本课题使用Verilog作为硬件描述语言完成了系统的寄存器传输级实现。论文详细地描述了系统各个模块的功能和设计思路，并给出了具体实现办法，而且对验证和综合也做了一定的研究，覆盖了一个完整的前端设计流程。此外，针对在生产中可能对芯片造成的缺陷，论文在全面研究阐述了可测性设计思想后给出了一套具体方案：针对一般电路缺陷，在综合时对芯片进行内部扫描设计，并使用电子设计自动化工具Fastscan完成了对应的自动测试向量产生；针对可读写存储器内部缺陷，同样借助专业工具MBISTArchitect设计了内建自测试电路，并把这些设计应用到最终的MCU芯片中，实现了对生产缺陷的全面检测。