• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 18
    • 下载费用:20 金币  

    重庆时时彩yy频道: 基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201110120737.3

    申请日:

    2011.05.11

    公开号:

    CN102221987A

    公开日:

    2011.10.19

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 9/30申请日:20110511|||公开
    IPC分类号: G06F9/30; G06F9/38 主分类号: G06F9/30
    申请人: 西安电子科技大学
    发明人: 张犁; 李甫; 李娇娇; 封勇福; 王娟
    地址: 710071 陕西省西安市太白南路2号
    优先权:
    专利代理机构: 陕西电子工业专利中心 61205 代理人: 田文英;王品华
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201110120737.3

    授权公告号:

    102221987B||||||

    法律状态公告日:

    2014.10.01|||2011.11.30|||2011.10.19

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供一种基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法,包括定义机器代码位宽、定义指令类型、定义寻址方式、划分指令代码字段、编码五个步骤。此指令集根据现场可编程门阵列(FPGA)内部存储器与数据总线资源均以18位为基本位宽的特点进行优化。指令集包括算术逻辑运算类、数据交换类和程序定序类16条多功能指令,指令包含用于构建具有指令自主能力的单指令流-多数据流并行处理系统所需的?;ば灾噶钭侄?。本发明公开的指令集具有完整与精简两种应用模式,在两种应用模式下,指令机器代码长度可分别缩短至16-bit与14-bit,大幅提高了FPGA内部电路资源的利用效率和处理器的指令执行速度。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法,该方法步骤如下:
    (1)定义机器代码位宽,将嵌入式专用指令集处理器的数据存储器单元和程序存储器单元总线设置为18-bit与16-bit,将完整应用模式与精简应用模式下的机器代码位宽分别定义为18-bit与16-bit;
    (2)定义指令类型,将指令集的指令类型定义为算术逻辑运算类、数据交换类和程序定序类三大类共16条多功能指令,算术逻辑运算类指令除可完成相关的算术运算外,还可以附带由用户自己定义的四种操作功能;
    (3)定义寻址方式,对指令集指令中的操作数寻址定义为立即数寻址、寄存器寻址、变址寻址三种寻址方式;立即数寻址完成对立即数的寻址,寄存器寻址完成对通用寄存器和特殊寄存器的寻址,变址寻址包括输入数据存储器单元的读/写地址、输出数据存储器单元的读/写地址4套地址指针;
    (4)划分指令代码字段,将指令的机器代码划分为六个字段:2-bit?;ば灾噶钭侄?、4-bit指令代码字段、两个2-bit辅助功能字段、4或3-bit目的/源寄存器字段、4或3-bit源寄存器字段;
    (5)编码,采用指令组合编码方式定义各个字段中的具体编码。

    2.  根据权利要求1所述的基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法,其特征在于,所述步骤(2)中的算术逻辑运算类、数据交换类和程序定序类三大类指令均为单字长、单周期格式;其中,算术逻辑运算类指令包括移位运算指令、逻辑运算指令、算术运算指令、乘法运算指令和乘后累加运算指令,除了能完成相关的算术逻辑运算外,用户可以自己定义四种后处理操作;数据交换类指令包括寄存器数据传输指令、立即数高位装载指令、立即数低位装载指令、数据存储器读数据指令和数据存储器写数据指令;程序定序类指令包括空操作指令、软件复位指令、休眠指令、无条件/有条件程序跳转指令、循环指令、子程序调用与返回指令。

    3.  根据权利要求1所述的基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法,其特征在于,所述步骤(3)中的通用寄存器在完整应用模式下设置16个,在精简应用模式下设置8个。

    4.  根据权利要求1所述的基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法,其特征在于,所述步骤(4)中的?;ば灾噶钭侄挝裳∽侄?,用于构建具有指令自主能力的单指令流-多数据流(SIMD)并行处理系统;若不采用?;ば灾噶钪葱蟹绞?,完整应用模式与精简应用模式两种模式的指令字长则可缩短至16-bit和14-bit。

    5.  根据权利要求1所述的基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法,其特征在于,所述步骤(5)中的编码方式是对指令集中16条指令分别进行编码,其编码格式和指令功能如下:
    第1条,移位运算指令
    指令功能:将源寄存器(Rs)内容进行移位运算和用户自定义的算术逻辑后处理(Seldef)操作,将结果存储在目的寄存器(Rd)中;
    指令助记符:
    Seldef LLA Rd,Rs;    Rs左移并后处理,结果存于Rd;
    Seldef RL  Rd,Rs;    Rs逻辑右移并后处理,结果存于Rd;
    Seldef RA  Rd,Rs;    Rs算术右移并后处理,结果存于Rd;
    Seldef NSFT Rd,Rs;   执行用户自定义后处理,结果存于Rd;
    指令格式:Grd,0110,Aux2,Rd,Aux1,Rs
    格式说明:2-bit的Aux2字段指示四种用户自定义后处理操作;2-bit的Aux1字段指示具体的移位操作:00(LLA-左移),01(RL-逻辑右移),10(RA-算术右移),11(NSFT-无移位);Rd与Rs的类型只能是通用寄存器(Gr00~Gr155或Gr00~Gr07);
    第2条,逻辑运算指令
    指令功能:将源寄存器Rs的内容与目的寄存器Rd的内容进行逻辑运算和用户自定义的后处理操作(seldef),并将结果存储在目的寄存器Rd中;
    指令助记符:
    Seldef LNOT Rd,Rs;    Rs求反并后处理,结果存于Rd;
    Seldef LAND Rd,Rs;    Rs、Rd“与”运算并后处理,结果存于Rd;
    Seldef LOR  Rd,Rs;    Rs、Rd“或”运算并后处理,结果存于Rd;
    Seldef LXOR Rd,Rs;    Rs、Rd“异或”运算并后处理,结果存于Rd;
    指令格式:Grd,0111,Aux2,Rd,Aux1,Rs
    格式说明:2-bit的Aux2字段指示四种用户自定义后处理操作;2-bit的Aux1字段指示具体的逻辑运算:00(LNOT-逻辑非),01(LAND-逻辑与),10(LOR-逻辑或),11(LXOR-逻辑异或);Rd与Rs的类型只能是通用寄存器(Gr00~Gr15或Gr00~Gr07);
    第3条,算术运算指令
    指令功能:将源寄存器Rs的内容与目的寄存器Rd的内容进行算术运算和用户自定义的后处理操作(seldef),并将结果存储在目的寄存器Rd中;
    指令助记符:
    Seldef ADD Rd,Rs;Rs+Rd并后处理,结果存于Rd;
    Seldef ADC Rd,Rs;Rs+Rd+Cy并后处理,结果存于Rd;
    Seldef SUB  Rd,Rs;Rs-Rd并后处理,结果存于Rd;
    Seldef SUBC Rd,Rs;Rs-Rd-Cy并后处理,结果存于Rd;
    指令格式:Grd,1000,Aux2,Rd,Aux1,Rs
    格式说明:2-bit的Aux2字段指示四种用户自定义后处理操作;2-bit的Aux1字段指示具体的算术运算:00(ADD-加),01(ADC-带进位加),10(SUB-减),11(SUBC-带借位减);Rd与Rs的类型只能是通用寄存器(Gr00~Gr15或Gr00~Gr07);
    第4条,乘法运算指令
    指令功能:将源寄存器Rs的内容与目的寄存器Rd的内容进行乘法运算和用户自定义的后处理操作(seldef),并将结果存储在目的寄存器Rd中;
    指令助记符:
    Seldef MULT Rd,Rs;Rs×Rd并后处理,结果存于Rd;
    指令格式:Grd,1001,Aux2,Rd,Aux1,Rs
    格式说明:2-bit的Aux1字段固定填充为00;Rd与Rs的类型只能是通用寄存器(Gr00~Gr15或Gr00~Gr07);
    第5条,乘后累加运算指令
    指令功能:将源寄存器Rs的内容与目的寄存器Rd的内容进行乘法运算后与累加寄存器(A)中的内容相加,执行用户自定义的后处理操作(seldef),并将结果存储在累加寄存器A中;
    指令助记符:
    Seldef MAC Rd,Rs;(Rs×R)+A并后处理,结果存于累加器A;
    指令格式:Grd,1010,Aux2,Rd,Aux1,Rs
    格式说明:2-bit的Aux1字段固定填充为00;Rd与Rs的类型只能是通用寄存器(Gr00~Gr15或Gr00~Gr07);
    第6条,寄存器数据传输指令
    指令功能:将源寄存器Rs的内容存储在目的寄存器Rd中;
    指令助记符:
    LD Rd,Rs;    将Rs中的数据存储于Rd中;
    指令格式:Grd,0001,Aux2,Rd,Aux1,Rs
    格式说明:2-bit的Aux2字段用于选择目的寄存器类型;2-bjt的Aux1字段选择源寄存器类型;具体的寄存器编码为00(通用寄存器-Gr00~Gr15或Gr00~Gr07),01(数组指针寄存器-I0,M0,I1,M1,I2,M2,I3,M3),10(输入/输出寄存器-Stout,Stin,Ioout,Ioin),11(累加器A、循环次数寄存器CE);
    第7条,立即数高位装载指令
    指令功能:将立即数高12/10-bit数据写入到高位立即数暂存寄存器(Drt_data_h)中;
    指令助记符:
    LD Drt_data_h;将立即数高位数据写入高位立即数暂存寄存器中;
    指令格式:Grd,0010,Drt_data_h(12或10-bit)
    格式说明:在完整应用模式下,Drt_data_h中存放立即数的高12-bit;在精简应用模式下,Drt_data_h中存放立即数的高10-bit;
    第8条,立即数低位装载指令
    指令功能:将立即数低6-bit数据与高位立即数暂存寄存器的内容拼接成18/16-bit立即数,存入目的寄存器Rd中;
    LD Rd,Drt_data_l;将拼接好的立即数存储于目的寄存器Rd中;
    指令格式:Grd,0011,PD,Rd,Drt_data_h
    格式说明:2-bit的PD字段在完整应用模式下固定填充00,在精简应用模式下,P字节填充为0,D字节为立即数bit5;Rd的类型只能是通用寄存器(Gr00~Gr15或Gr00~Gr07);
    第9条,数据存储器读数据指令
    指令功能:将数组读地址指针I0(或I2)指示的数据存储单元中的数据读出,存放于目的寄存器Rd中,并用I0+M0(或I2+M2)来更新I0(或I2);
    指令助记符:
    LD Rd,(Ix);    将Ix指示的存储单元中数据读出并存储于Rd中;
    指令格式:Grd,0100,00,Rd,01,Ix
    格式说明:Ix字段固定为0000/000(I0)或0100/100(I2),I0为输入数据存储器读地址指针,I2为输出数据存储器读地址指针;Rd的类型只能是通用寄存器(Gr00~Gr15或Gr00~Gr07);
    第10条,数据存储器写数据指令
    指令功能:将源寄存器中数据读出并写入到数组写地址指针I1(或I3)指示的数据存储单元中,并用I1+M1(或I3+M3)来更新I1(或I3);
    指令助记符:
    LD(Ix),Rs;    将Rs中的数据写入i1指示的输入存储单元中;
    指令格式:Grd,0101,01,Ix,00,Rs
    格式说明:Ix字段固定为0010/010(I1)或0110/110(I3),I1为输入数据存储器写地址指针,I2为输出数据存储器写地址指针;Rs的类型只能是通用寄存器(Gr00~Gr15或Gr00~Gr07);
    第11条,空操作指令
    指令功能:保持原有状态,不做任何操作;
    指令助记符:
    NOP;    保持原有状态,不做任何操作;
    指令格式:Grd,0000,00,PAD,00,PAD
    格式说明:PAD在完整模式下固定填充0000,在精简模式下固定填充或000;
    第12条,软件复位指令
    指令功能:将程序计数器(PC)复位至指定的复位服务程序入口地址处(用于软件调试);
    指令助记符:
    RST Num;将PC复位至指定的复位服务程序入口地址处;
    指令格式:Grd,1111,00,PAD,00,Num
    格式说明:PAD在完整模式下固定填充0000,在精简模式下固定填充或000;Num在完整模式下为4-bit,在精简模式下为3-bit;
    第13条,休眠指令
    指令功能:程序计数器(PC)值保持不变,直到ASIP指定引脚处有事件产生,程序继续执行(用于程序执行与外部指定事件的同步);
    指令助记符:
    IDEL Num;    PC值保持不变,直至指定引脚处有事件产生;
    指令格式:Grd,1110,00,PAD,00,Num
    格式说明:PAD在完整模式下固定填充0000,在精简模式下固定填充或000;Num在完整模式下为4-bit,在精简模式下为3-bit;
    第14条,程序跳转指令
    指令功能:若指令指定的算术运算状态标志位或衍生状态标志位有效(置为“1”),程序跳转至指定地址处(当前PC值+偏移地址Addr)执行,否则顺序执行;
    指令助记符:
    JZ  Addr;    若“零”标志位(AZ)置位则程序跳转;
    JN  Addr;    若“符号”标志位(AN)置位则程序跳转;
    JC  Addr;    若“进位”标志位(AC)置位则程序跳转;
    JV  Addr;    若“溢出”标志位(AV)置位则程序跳转;
    JGT Addr;    若“大于”标志位(GT)置位则程序跳转;
    JLT Addr;    若“小于”标志位(LT)置位则程序跳转;
    JMP Addr;    无条件跳转;
    指令格式:Grd,1101,CND,Addr
    格式说明:完整应用模式下,目的地址Addr为9-bit有符号数;精简应用模式下,目的地址Addr为7-bit有符号数;
    CND为对应于上述各条跳转指令的跳转条件——算术运算状态标志位代码:
    000:“零”标志位(AZ);
    001:“符号”标志位(AN);
    010:“进位”标志位(AC);
    011:“溢出”标志位(AV);
    100:“大于”标志位(GT);
    101:“小于”标志位(LT);
    110:保留;
    111:无条件标志(NCND),此状态下,执行无条件跳转;
    第15条,循环指令
    指令功能:程序在指定长度(Lp_lgth)的循环体内往复执行,直至循环计数器为“0”;
    指令助记符:
    D0Lp_lgth UNTL CE;程序循环执行,直至CE为“0”;
    指令格式:Grd,1100,Lp_lgth
    格式说明:完整应用模式下,循环体长度Lp_lgth为12-bit;精简应用模式下,循环体长度Lp_lgth为10-bit;循环指令无软件开销,允许两重循环嵌套;
    第16条,子程序调用与返回指令
    指令功能:若指令字中指示位(C/R)状态为0,则将当前程序计数器(PC)之值+1后压入堆栈(返回地址),程序跳转至指定地址处(当前PC值+偏移地址Addr)执行(子程序调用);若指令字中指示位(C/R)状态为1,将堆栈顶部数据内容弹出并载入程序计数器(PC)中,继续执行程序(子程序返回);
    指令助记符:
    CALL  Addr;    子程序调用;
    RTS;           子程序返回;
    指令格式:Grd,1011,C/R,Addr
    格式说明:C/R位为“0”时,执行子程序调用,为“1”时,执行子程序返回;完整应用模式下,子程序调用地址Addr为11-bit无符号数;精简应用模式下,子程序调用地址Addr为9-bit无符号数。

    6.  根据权利要求1所述的基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法是基于嵌入式专用指令集处理器实现的,其电路体系结构包括算术运算单元、通用寄存器单元、数据地址产生单元、程序定序单元、输入/输出数据存储器单元、程序存储器单元和数据交换接口单元。

    关 键 词:
    基于 嵌入式 专用 指令 处理器 编码 方法
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5861949.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03