3.4 双向P端口的模拟
这里主要是P0和P2双向端口的模拟；对于典型的单片机，其P端口一般都是双向的，但是对于FPGA设计来说，以现在的芯片结构，在FPGA芯片里面实现真正的双向是不可能的，因此，作为软核来说，双向的模拟就一定要处理好；
常用的解决办法有这么几种：一种是直接将双向端口改成两个单向的端口，这样对于软核来说使用更加方便，本设计也提供了这种方式供选择，但是这样就与标准的单片机不相同了，因此，本设计也提供了一种模拟的双向口，根据FPGA设计的特点，改变信号线的方向必须有个切换的过程，这样就只好仔细的来分析指令时序，看看能不能在P端口使用的间隙来处理这个切换过程；
首先是分析指令是否需要使用P端口，比较重要的控制信号有译码器发送的RD_LATCH信号，用来区分指令是否需要使用P端口，还有来自于CPU_CON的控制总线信息，用来告知P端口需要完成的具体功能；如果需要使用P端口的复用功能，则由相关的需要使用P端口的模块(如串行口模块)发送请求指令；
然后P端口分析所有的使用请求，根据不同的使用方式来安排不同的使用情况；如果需要双向切换，则根据时序以及指令特点来处理，从而顺利完成双向的切换过程；
4 综合与验证
使用Altera公司的Quartus II 4.2软件来综合，使用Nios Development Board,Cyclone Edit开发板来进行板上验证；综合结果如下：
其中，前一个版本是没有内部串行口的版本；时序仿真验证的结果表明，在上述频率下该系统可以稳定的工作；理论上换算成8051的主频为：83*2.5=207.5M，这基本上可以适应绝大部分需要单片机控制的场合了；
仿真测试主要使用了modelsim SE5.8以及quartus4.2的VWF文件测试；
板上波形观测主要使用Agilent公司的 1673G 逻辑分析仪；同时充分利用了开发板的资源进行了大量的系统级测试；
将程序下载到芯片里面，使用逻辑分析观测到部分指令的执行波形为：
这是一条中断返回指令的波形图，指令代码为32H，主要观测PC的变化，PC在这条指令之后从3FH又变化为中断发生前的地址25H；
5 结束语
本设计具有速度快，可裁减，具有良好的可重用性和可移植性，完全兼容DS80C320单片机接口，以及方便使用等优点。尤其是专门构造的内部框架以及时序分配，使得其高速性能在目前的51系列软核里面基本上是最前列的。因此，可以很方便的应用于需要单片机软核的FPGA设计以及嵌入式系统设计之中。
