基于嵌入式专用指令集处理器的指令集编码方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于计算机
，更进一步涉及到微处理器指令集中的一种基于嵌入式专用指令集处理器(ASIP)的指令集编码方法，该方法定义的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，适用于 FPGA嵌入式处理系统。
技术介绍
专用指令集处理器(ASIP)技术是微处理器领域的新兴技术。其核心思想是根据特定的应用领域，开发出一套专门的微处理器指令集以及实现该指令集的微处理器体系结构。ASIP通常采用嵌入的方式在FPGA中实现，可以充分利用FPGA可实现的电路规模大、片内资源丰富及可重构等特性，在FPGA内可以相对容易地在单个芯片中集成多个ASIP处理单元(PE)，以ASIP阵列的结构形式实现完全并行的高速信号处理。目前的处理器指令集及其体系结构均针对传统的专用集成电路流片生产的实现方式进行设计，没有考虑到FPGA芯片内部电路资源、存储器资源及布线资源的特殊性，因此难以直接移植到FPGA中实现。如北京理工大学申请的专利“一种支持高级语言部分语句功能的处理器指令集”(专利申请号200810100863. 0，公开号CN101246435A)本文档来自技高网...

【技术保护点】
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...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张犁，李甫，李娇娇，封勇福，王娟，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：87