现代计算机组成原理第六章,《现代计算机组成原理》课件第6章.pdf

《现代计算机组成原理》课件第6章.pdf

现代计算机组成原理

潘 明 潘松 编著

科学出版社

科学出版社

第 6 章

16位CISC CPU设计

6.1 顶层系统设计

6.1.1 16位CPU的组成结构

图6-1 16位

CPU结构框图

6.1 顶层系统设计

6.1.2指令系统设计

1．指令格式

(1)单字指令

表6-1 单字节指令格式

6.1 顶层系统设计

(2 )双字指令

表6-2 双字指令格式

表6-3 双字节指令

2．指令操作码 表6-4 操作码功能表

6.1 顶层系统设计

6.1.2指令系统设计

6.1 顶层系统设计

6.1.2指令系统设计

2．指令操作码 表6-5 常用指令举例

6.1 顶层系统设计

6.1.3 顶层结构的VHDL设计

1. CPU元件的VHDL描述

【例6-1 】CPU_LIB.VHD

library IEEE;

use IEEE.std_logic_1164.all;

use IEEE.std_logic_arith.all;

package cpu_lib is

type t_shift is (shftpass, shl, shr, rotl, rotr);

subtype t_alu is unsigned(3 downto 0);

(接下页)

constant alupass : unsigned(3 downto 0) := "0000";

constant andOp : unsigned(3 downto 0) := "0001";

6.1 顶层系统设计

constant orOp : unsigned(3 downto 0) := "0010";

constant notOp : unsigned(3 downto 0) := "0011";

constant xorOp : unsigned(3 downto 0) := "0100";

6.1.3 顶层结构的VHDL设计

constant plus : unsigned(3 downto 0) := "0101";

constant alusub : unsigned(3 downto 0) := "0110";

1. CPU元件的VHDL描述

constant inc : unsigned(3 downto 0) := "0111";

constant dec : unsigned(3 downto 0) := "1000";

constant zero : unsigned(3 downto 0) := "1001";

type t_comp is (eq, neq, gt, gte, lt, lte);

subtype t_reg is std_logic_vector(2 downto 0);

type state is (reset1, reset2, reset3, reset4, reset5,reset6, execute, nop, load, store,

move,

load2