一种16位微处理器的系统结构技术方案

本发明专利技术公开了一种１６位微处理器，是一个基于累加器的１６位ＲＩＳＣ微处理器，片上集成了定时器、中断控制器、通用异步串行口、通用同步串行口、双口ＲＡＭ控制器等通用嵌入式外设控制器；采用四级伪流水结构，全部指令均为单字单周期指令，工作频率为１６ＭＨＺ，支持１６级中断。ＬＳ－ＩＰＵ１６微处理器内部数据与地址总线均为１６位，包含程序代码总线、数据总线、寄存器总线，总线相互独立，可在单周期内实现数据的互相传送，ＬＳ－ＩＰＵ１６微处理器的寄存器包含６４个内部寄存器，６４个外部寄存器；６４个外部寄存器可作为Ｉ／Ｏ通道扩展使用，内部集成的定时器、中断控制器等Ｉ／Ｏ控制器均从该扩展寄存器接入；当ＬＳ－ＩＰＵ１６作为主处理器的辅助处理器时，它与系统中的主ＣＰＵ之间采用双口ＲＡＭ来实现数据与命令的交换。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机
，涉及一种微处理器的设计和制造，特别涉及一种16位微处理器的系统结构。通常的8位微处理器，以控制器和运算器为中心，存在如下缺点(1)整个系统的工作效率比较低。(2)指令顺序执行，单位时间里完成的指令条数少，不能满足较高速度的工业控制或其他控制系统的需求。(3)指令功能简单，限制了它在很多领域和环境的应用。(4)处理数据的精度不够。数据宽度只有8位，和16位或32位的相比，处理数据的精度相差甚远，很难实现对数据的快速精确处理。目前的16位微处理器一般采用CISC结构，也存在较多的缺点(1)指令系统庞大，功能复杂，寻址方式、指令格式不统一，使得完成指令的译码、分析和执行的控制器硬件非常庞大。不利于设计自动化技术的采用，延长了设计周期，增大了设计成本，增大出现错误的机会，降低了系统的可靠性。(2)指令操作繁杂，执行速度低。(3)代码密度高，编译程序难以优化编译生成真正高效的机器语言程序。(4)通用寄存器并不是真正地通用，有的指令只能使用指定的几个寄存器，有的寄存器必须将它们腾出来才能移入要用的数据，这就增加了不必要的数据传送次数，使通用寄存器的优化管理复杂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种１６位微处理器，其特征在于，该１６位微处理器是一个基于累加器的１６位ＲＩＳＣ微处理器，片上集成了定时器、中断控制器、通用异步串行口、通用同步串行口、双口ＲＡＭ控制器通用嵌入式外设控制器；采用四级伪流水结构，全部指令均为单字单周期指令，工作频率为１６ＭＨＺ，支持１６级中断； 微处理器内部数据与地址总线均为１６位，包含相互独立的程序代码总线、数据总线、寄存器总线，可在单周期内实现数据的互相传送； 微处理器的寄存器包含６４个内部寄存器和６４个外部寄存器；内部寄存器分为：８个专用寄存器，５６个通用寄存器；６４个外部寄存器可作为Ｉ／Ｏ通道扩展使用，内部集成的定时器、中断控制器等Ｉ／Ｏ控制...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于伦正，郝跃，张伟功，段青亚，王剑锋，谢娇艳，刘曙蓉，徐宏坤，
申请(专利权)人：中国航天科技集团公司第九研究院七七一研究所，西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]