[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

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保护性指令字段。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。

主权项

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。