來(lái)來(lái)來(lái)，讓我們一起，左手右手一個(gè)慢動(dòng)作。

每一個(gè)方向都值得一個(gè)人用一生去鉆研，每一個(gè)步驟都有其自身的魅力。

第一步，做出實(shí)體芯片。

單片機(jī)一般理解為MCU(Microcontroller Unit，微控制單元)包含定時(shí)器、ALU(Arithmetic Logic Unit,算術(shù)邏輯單元)、內(nèi)存、寄存器、總線等部分而普通的意義的單片機(jī)還包含GPIO、串口（UART）、DMA、協(xié)處理器、ADDA等等。

看懂如下圖前置：計(jì)算機(jī)組成原理，微機(jī)原理。

流水線

前置：數(shù)字邏輯電路，集成電路設(shè)計(jì)及其EDA技術(shù)，verilog把各個(gè)模塊細(xì)分為寄存器級(jí)，比如移位運(yùn)算器、節(jié)拍器、譯碼器、存儲(chǔ)器等

module minicpu(clk, reset, run, in, cs, pcout, irout, qtop, abus, dbus, out); input clk,reset,run; input [15:0] in; output [1:0] cs; output [15:0] irout, qtop, dbus, out; output [11:0] pcout, abus; wire [15:0] qnext, ramout, aluout; reg [11:0] abus; reg halt, jump, pcinc, push, pop, thru, qthru, dbus2qtop, dbus2ram, dbus2obuf, ir2dbus, qtop2dbus, alu2dbus, ram2dbus, in2dbus; reg pop2, ir2abus, qtop2abus, qnext2abus; reg [11:0] pcout, pcnext; reg [15:0] out; statef statef0(.clk(clk),.reset(reset),.run(run),.halt(halt),.cs(cs)); stackm stackm0(.clk(clk),.reset(reset),.load(dbus2qtop),.push(push),.pop(pop),.pop2(pop2),.thru(qthru),.d(dbus),.dthru(ramout),.qtop(qtop),.qnext(qnext)); alu alu0(.a(qtop),.b(qnext),.f(irout[4:0]),.s(aluout)); dpram #(16,10,1024) dpram0(.clk(clk),.load1(dbus2ram),.addr1(abus),.addr2(pcnext),.d1(dbus),.q1(ramout),.q2(irout));

物理上是這樣的

然后會(huì)調(diào)試BUG，看時(shí)序。前置：時(shí)序用MODELSIM，綜合用QUARTUS II 等等

然后此時(shí)才剛剛開(kāi)始。繼續(xù)生成電路網(wǎng)表，時(shí)序收斂，如果不對(duì)繼續(xù)返回上述流程繼續(xù)調(diào)試。前置：Synopsys

回顧一下

此時(shí)應(yīng)該生成版圖文件，然后根據(jù)制造廠商提供的物理器件庫(kù)進(jìn)行最后的各種設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。前置：集成電路版圖設(shè)計(jì)，軟件有Cadence:VirtuosoLayout Editor

送到代工廠

還要懂元器件前置：半導(dǎo)體物理，半導(dǎo)體器件物理，固體物理，電介質(zhì)物理，量子力學(xué)，熱力學(xué)與數(shù)理統(tǒng)計(jì)。

根據(jù)得到的圖表設(shè)計(jì)版圖和工藝流程，大概是這樣前置：集成電路制造

然后進(jìn)行電氣測(cè)試，電磁測(cè)試，最后封裝。前置：集成電路封裝技術(shù)

最后不能忘記出片的時(shí)候焚香沐浴更衣，朝南拜三拜，祈禱不會(huì)有大問(wèn)題。

第二步，設(shè)計(jì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。

終于得到了物理上的片子我們開(kāi)始寫(xiě)匯編器，編譯器。本質(zhì)上燒寫(xiě)進(jìn)ROM的是這樣的機(jī)器碼。

匯編器（把匯編語(yǔ)言變成機(jī)器碼）前置：perl

#!/usr/bin/perl -W //******** *********// print "*** LABEL LIST *** "; foreach $l (sort(keys(%label))){ printf "%-8s%03X ",$l,$label{$l}; } $addr=0; print " *** MACHINE PROGRAM *** "; foreach (@source){ $line = $_; s/w+://; if(/PUSHIs+(-?d+)/){ printf "%03X:%04X $line",$addr++,$MCODE{PUSHI}+($1&0xfff); } elsif(/(PUSH|POP|JMP|JZ|JNZ)s+(w+)/){ printf "%03X:%04X $line",$addr++,$MCODE{$1}+$label{$2}; }elsif(/(-?d+)/){ printf "%03X:%04X $line",$addr++,$1&0xffff; } elsif(/([A-Z]+)/){ printf "%03X:%04X $line",$addr++,$MCODE{$1}; } else { print " $line"; } }

編譯器 BISON和FLEX（把高級(jí)語(yǔ)言轉(zhuǎn)換成匯編語(yǔ)言）前置：編譯原理

%{ #include %} %union {char *s; int n;} %token NAME NUMBER %destructor { free($$); } NAME NUMBER %token IF WHILE DO %type if0 %token GOTO ELSE INT IN OUT HALT ... ... %% int yyerror(char *s){ printf("%s ",s); } int main(){ yyparse(); }%{ #include #include "y.tab.h" int n=0; %} ... ... while {yylval.n=++n;return(WHILE);} [0-9]+ {yylval.s=strdup(yytext);return(NUMBER);} [a-zA-Z][a-zA-Z0-9]* {yylval.s=strdup(yytext);return(NAME);} . {return(yytext[0]);} %% int yywrap(){ return(1);}