[发明专利]基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法

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保护性指令字段、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)中的保护性指令字段为可选字段，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；若不采用保护性指令执行方式，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。