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Make a CPU with Cyclone II which supports basic operations
VHDL
Branch: master

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test
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CPU设计实验

Make a CPU with Cyclone II which supports basic operations.

主要改动

  • SRDR用4位表示,所以mux_4_to_1decoder_2_to_4都有相应改动。
  • 添加了一些指令,op_code增为5位,参见操作指令,主要改动在decoder_unitexe_unit里。
  • 添加了用于debug的相应代码,主要改动在regfileexp_cpu里。

引脚配置

Node Name Location Node Name Location Node Name Location
AR[0] PIN_51 OB[0] PIN_238 reg_content[0] PIN_87
AR[1] PIN_50 OB[1] PIN_237 reg_content[1] PIN_86
AR[2] PIN_49 OB[2] PIN_236 reg_content[2] PIN_84
AR[3] PIN_47 OB[3] PIN_235 reg_content[3] PIN_80
AR[4] PIN_46 OB[4] PIN_234 reg_content[4] PIN_79
AR[5] PIN_44 OB[5] PIN_233 reg_content[5] PIN_78
AR[6] PIN_42 OB[6] PIN_232 reg_content[6] PIN_73
AR[7] PIN_41 OB[7] PIN_231 reg_content[7] PIN_72
AR[8] PIN_39 OB[8] PIN_230 reg_content[8] PIN_70
AR[9] PIN_38 OB[9] PIN_228 reg_content[9] PIN_68
AR[10] PIN_37 OB[10] PIN_226 reg_content[10] PIN_67
AR[11] PIN_21 OB[11] PIN_223 reg_content[11] PIN_66
AR[12] PIN_20 OB[12] PIN_222 reg_content[12] PIN_65
AR[13] PIN_18 OB[13] PIN_218 reg_content[13] PIN_64
AR[14] PIN_16 OB[14] PIN_216 reg_content[14] PIN_58
AR[15] PIN_15 OB[15] PIN_214 reg_content[15] PIN_57
Node Name Location Node Name Location
reg_sell[0] PIN_113 WE PIN_6
reg_sell[1] PIN_114 c_flag PIN_131
reg_sell[2] PIN_116 z_flag PIN_130
reg_sell[3] PIN_117 clk PIN_95
reg_sell[4] PIN_118 reset PIN_94
reg_sell[5] PIN_119

操作指令

运算指令

影响cf, zf

  • 加减法
指令 xxx modify single usecarry sub logic 最终形式
add dr, sr 000 1 0 0 0 0 00010000
inc dr 000 1 1 0 0 0 00011000
adc dr, sr 000 1 0 1 0 0 00010100
sub dr, sr 000 1 0 0 1 0 00010010
cmp dr, sr 000 0 0 0 1 0 00000010
dec dr 000 1 1 0 1 0 00011010
sbb dr, sr 000 1 0 1 1 0 00010110
  • 移位
指令 xxx x single hascarry direction logic 最终形式
shl dr, sr 000 0 0 1 0 1 00000101
shr dr, sr 000 0 0 1 1 1 00000111
shl dr 000 0 1 1 0 1 00011101
shr dr 000 0 1 1 1 1 00011110

影响zf

  • 位运算指令
指令 xxx modify single y add logic 最终形式
and dr, sr 000 1 0 0 0 1 00010001
test dr, sr 000 0 0 0 0 1 00000001
or dr, sr 000 1 0 0 1 1 00010011
xor dr, sr 000 1 0 1 1 1 00010111
not dr 000 1 1 0 0 1 00011001

不影响

  • 访存指令
指令 xxx modify yyyy 最终形式
mvrr dr, sr 000 1 1111 00011111

跳转指令

指令 xxxx y carry zero not 最终形式
jr addr 0100 0 0 0 0 01000000
jrc addr 0100 0 1 0 0 01000100
jrnc addr 0100 0 1 0 1 01000101
jrz addr 0100 0 0 1 0 01000010
jrnz addr 0100 0 0 1 1 01000011
jmpa addr 0100 1 1 1 1 0100111100000000

访存指令

指令 xxxx yyyy 最终形式
ldrr dr, sr 1000 0010 10000010
strr dr, sr 1000 0011 10000011
mvrd dr, data 1000 0001 100000010000

请注意

芯片型号选择为Cyclone II,尾号为240C8。

备注

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