图2中，最顶层是用户的实际应用设计模块，它将ROM、RAM及mc8051_core封装在内部。实际应用中用户可添加自定义附加逻辑模块，与设计层次中的RAM、ROM模块处于同一个层次。
2．3 MC8051硬件模块
    单片机作为一个大型设计，其内核由定时器时钟管理单元、ALU算数逻辑单元、串口及控制单元、存储单元RAM及ROM等模块组成。
2．3．1 时钟管理单元
    MC8051内核采用完全同步的时钟设计。只有一个时钟信号控制每个存储单元的输入。没有使用门时钟，时钟没有输入到任何组合逻辑单元。中断输入线使用两级同步(锁存2次)与全局时钟同步。可以达到完全同步，即使用其他时钟的外部电路在驱动。并行I／0端口没有采用这种同步方式。
2．3．2 定时器、串口和中断
    标准8051微控制器只提供两个定时／计数器单元、一个串口单元及两个外部中断源。而在MC805l IP核中，这些单元最多可增加到256组，只需修改VHDL源代码增加兼容的单元数。在VHDL源程序文件mc8051_p．vhd中，更改C_IMPL_N_TMR、C_IMPL_N_SIU、C_IMPL_N_EXT的常量值就可以，其范围是1~256。相关的VHDL代码如图3所示。

    这里C_IMPL_N_TMR、C_IMPL_N_SIU、C_IMPL_N_EXT3个常量参数不能独立修改数值，只能同时增减。C_IMPL_N_TMR加l意味着对应的添加了2个定时/计数器、一个串口单元和2个外部中断源。为了能寻址所生成的单元而不改变微控制器的地址空间，在微控制器的特殊功能寄存器(SFR)内存空间增加了2个8位寄存器作为附加功能寄存器：分别是TSEL(定时／计数器选择寄存器，地址为Ox8E)和SSEL(串口选择寄存器，地址为Ox9A)。如果以上的寄存器指向不存在的器件单元，将使用默认的l单元，如果没有对这两个寄存器赋值，其缺省值为1。如果在中断发生期间设备(寄存器)没被选中(比如TSEL)，那么相应的中断标志位将保持置位，直到执行中断服务程序。
2．3．3 存储器接口单元
    由于采用优化结构设计，存储器采用同步结构，限制输入、输出的时序，因而存储器输入、输出数据没用寄存器寄存。
2．3．4 可选择指令
    在某些场合，有些指令是用不到的，因此，通过禁用这些指令节省片上资源。这些指令有8位乘法器(MUL)、8位除法器(DIV)和8位十进制调整器(DA)。禁用时只需要在VHDL源程序文件mc8051_p．vh中将C_IMPL_MUL(乘法指令MUL)、C_IMPL_DIV(除法指令DIV)或C_IMPL_DA(十进制调整指令DA)的常量值设置为0即可。如果这3条可选指令没有被执行，器件可节省约10％的资源。相应的VHDL程序代码段如图4所示。