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在线仿真器(In-circuit Emulator)是微处理器(MCU)开发系统中重要的硬件组成部分,是开发基于微处理器的软硬集成系统最有效的手段之一。研究和设计65C02 MCU在线仿真器具有重要的意义:在兼容65C02系列MCU芯片的自主开发设计的过程中,为芯片的应用开发提供一款有效的开发工具。在线仿真器的性能主要取决于硬件部分的设计。本论文的目的是设计65C02MCU在线仿真器的硬件结构特别是其中的控制逻辑部分。本论文首先在在线仿真器的基本原理和6502 MCU在线仿真器的基础上,结合65C02微处理芯片的特点,给出了65C02 MCU在线仿真器的硬件结构设计方案,同时分析了断点功能、下载待调试程序、连续运行、单步运行、跟踪功能、查看修改零页以及特殊寄存器、暂停功能等仿真功能的实现方法;然后详细介绍了控制逻辑的RTL级代码设计,并对代码进行了功能仿真、逻辑综合以及FPGA开发板上的实际测试等验证,结果证明了本文的65C02 MCU在线仿真器的硬件结构设计方案的正确性和基于FPGA实现的可行性。本论文的创新点主要体现在:1、自主设计了基于RTL级Verilog HDL代码的仿真器控制逻辑及其仿真测试代码;2、结合使用Moore类型、独热码和threealways描述设计了控制状态机,实现了对在线仿真器全运行状态的管理;3、采用软件断点中指令模拟的方式实现断点功能,可对ROM和EPROM中的程序设置断点;4、以Xilinx Virtex-ⅡPro开发板及EDK工具和ChipScope软件为基础自主设计了一个新的测试平台,实现了对控制逻辑的板上在线测试。