專利名稱：一種適用于移動存儲控制器的cpu的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機和集成電路領域。
背景技術：
ARM公司的32位CPU總線結構復雜，且訪問數據存儲器最少要花費2個 時鐘周期(一個請求周期和一個應答周期)，還需要仲裁電路，不適用控制象移 動存儲這樣的小設備。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于發(fā)明一種結構簡單，在允許情況下可以直接訪問數據存 儲器的適用于移動存儲控制器的CPU。
本發(fā)明所發(fā)明的CPU由運算器和控制器等組成，其要點是它的字長是32 位，指令定長，指令的操作碼不定長，能同時訪問數據存儲器和程序存儲器。 它的指令長度可是24位，寄存器可不超過32個，其中某些寄存器可直接控制 外部電路或反映外部電路狀態(tài)，它訪問的數據存儲器深度可不超過4096，程序 存儲器深度可不超過16384。它可有如下多類指令及其編碼，或其中的幾類指令 及其編碼。
A、 空操作NOP 000000000000000000000000
B、 (寄存器+立即數)類
U)ADL reg， rninn 010， reg， nnnn
LOADH reg, nrirm 011， reg, nrmn
C、 (寄存器+ RAM絕對地址)類ADDreg,Gmn)10000，reg，OO瞧
ADDCreg，(nrm)10000，reg，10nrm
SUBreg，(nnn)10001，reg,OOnnn
扁reg，(rmrO匪0，reg，OOnrm
ORreg，(rmn)10011，reg，OOnrm
XORreg，(rmn)10100，reg，OO醒
MOV(rmrO,r6g10101，reg,lOnrm
MOVreg,10101，reg，OOnrm
SWAPreg,(rmn)10110,reg,OOnnri
COPMreg,(nrm)10111，reg，OOnrm
(寄存器+寄存器)類
ADDregl,reg211000000-001111， regl，reg2
ADDCregl，reg211000000-101111， regl，reg2
SUBregl，reg211000001-00U11, regl,reg2
ANDregl，reg211000010-001111， regl，reg2
ORregl，reg211000011-001111， regl'reg2
XORregl,reg211000100-001111, regl,reg2
MOVregl，reg211000101-001111, regl，reg2
SWAPregl，reg211000110-001111, regl，reg2
COMPregl，reg211000111-001111, regl,reg2
E、 (前8個寄存器+ ROM絕對地址)類 MOVP reg，(畫n) 110001111， reg，薩n
F、 (寄存器+寄存器間接)類ADDregl，(reg2)11001000-001111，regl,reg2
ADDCregl,(reg2)11001000-101111，regl，reg2
SUBregl，(reg2)11001001-001111，regl,reg2
ANDregl,(reg2)11001010-001111,regl,reg2
ORregl，(reg2)11001011-001111，regl，reg2
XORregl,(reg2)11001100-001111，regl，reg2
MOV(reg2)，regli醒ioi-iomi,regl，reg2
MOVregl，(reg2)uooiioi-ooim,regl，reg2
SWAPregl，(reg2)11001110-001111，regl，reg2
COMPregl,(reg2)i匪iii-ooim,regl,reg2
G、 (寄存器+ ROM寄存器間接)類
MOVPregl，(reg2)i畫mi-oim，regl，reg2
H、 (RAM絕對地址+位地址)類
BSET(匪)，咖l皿跳mni，畫
BCLR(畫)，mm BTEST (nnn) ， mm I、 RAM絕對地址類
INC
DEC
CLR
COM
SL
SR
(nnrO (rmn) (nun) (nnn)
1101000, mm,畫 1101010，,，畫
11110-000-1111，議 11110-010-1111, mm
imo-ioo-im,扁
llllO-llO-mi， nnn 11110-111-00， m，腳 llllO-l 11—01， m，薩ROM (轉移)地址類
JMP11111111100000，im
JMPZ11111111100001，im
JMPE11111111100001，nil
JMPNZ11111111100010，im
JMPNE11111111100010,mi
JMPC11111111100011，mi
JMPL1111llll匪OO,mi
JMPLE11111111100101,mi
JMPG1111llll匪lO，im
JMPGE1111mi匪n，im
調用指令類
CALLimiimoiooo，im
CALLZim1111101001,mi
CALLE11111111101001，im
CALLNZimim皿oio，im
CALLNEmiimioioio,mi
CALLCmi1111101011，im
CALLLimimiouoo，im
CALLLEmi1111101101，mi
CALLGim1111101110，mi
CALLGEimim皿iii,im
L、 (寄存器+位地址)類BSETreg, mm111111100010-00, mm, reg
BCLRreg, mm111111100000-00， mm, reg
BTESTreg， mm111111100001-00, ram, reg
M、(寄存器間接+位地址)類
BSET(reg), ram111111100110-00,咖，reg
BCLR(reg) ， ram111111100100-00, mm, reg
BTEST(reg) ， mm111111100101-00， ram, reg
N、寄存器類
INCreg1111111010-000-001111, reg
DECreg1111111010-010-001111， reg
CLRreg1111111010-100-001111， reg
COMreg1111111010-110-001111， reg
DJNZreg1111111010-101-001111, reg
PUSHreg1111111010-001-001111, reg
POPreg1111111010-011-001111, reg
0、(寄存器+移位數)類
reg111111101011100， ra， reg
SRreg111111101011101, m, reg
P、寄存器間接類
INC(reg)1111111011-000-001111， reg
DEC(reg)1111111011-010-001U1, i'eg
CLR(reg)1111111011-100-001111， reg
COM(reg)11111U011-110-001111， reg
11Q、 (寄存器間接+移位數)類
SL (reg) 1111111011-111-00, m， reg
SR (reg) 1111111011—111-01, m， reg
它可有一數據存儲器訪問允許控制信號，該信號是輸入信號，只有該信號有效 時，它才能訪問數據存儲器。它可與要訪問的數據和程序存儲器及其它訪問數 據存儲器的電路做在同 一塊集成電路中。
(指令說明前面是助記符，后面是操作碼及尋址方式。reg、 regi和reg2 表示寄存器或5位寄存器地址；nnnn表示16位立即數或14位ROM地址；nnn 表示12位RAM地址；ram表示位地址，5位；1111表示14位ROM地址；m表示
位移，4位；二進制數為操作碼。)
本發(fā)明結構簡單，CPU在允許情況下可以直接訪問數據存儲器，無需請求
和應答，效率高，可以和程序存儲器、數據存儲器及其它訪問數據存儲器的電 路等做在同一塊集成電路中，用作移動存儲設備的控制芯片。
權利要求
1、一種適用于移動存儲控制器的CPU，由運算器和控制器等組成，其特征在于它的字長是32位，指令定長，指令的操作碼不定長，能同時訪問數據存儲器和程序存儲器。
2、 如權利要求1所說的CPU,其特征在于它的指令長度是24位，寄存器 不超過32個，其中某些寄存器可以直接控制外部電路或反映外部電路狀態(tài)， 它訪問的數據存儲器深度不超過4096，程序存儲器深度不超過16384。
3、 如權利要求1或2所說的CPU，其特征在于它有如下多類指令及其編 碼，或其中的幾類指令及其編碼。A、 空操作NOP 000000000000000000000000B、 (寄存器+立即數)類U)ADL reg, nnrm 010， reg， rmrmli)ADH reg， nrmn 011, reg， nnnnC、 (寄存器+ RAM絕對地址)類ADDreg,(nrm)10000，reg,OO誦ADDCreg,(min)10000，reg,10mmSUBreg,(rmrO10001,reg，OO腿細reg，(rmn)10010，reg，OOnnnORreg,10011,reg,OO纖XORreg,10100,reg,OOnnnMOV(nmi), reg10101，reg，lOnnriMOVreg，(nrm)10101,reg，OOnnnSWAPreg,(rmn)10110，reg，OOnnnCOPMreg，(mm)iom,reg，00,D、 (寄存器+寄存器)類ADDregl，reg211000000-001111，regl，reg2ADDCregl,reg211000000-101111，regl，reg2SUBregl,reg211000001-001111，regl，reg2扁regl,reg211000010-001111，regl，reg2ORregl，reg211000011-001111,regl,reg2XORregl,reg211000100-001111，regl，reg2MOVregl，reg211000101-001111，regl，reg2SWAPregl，reg211000110-001111,regl,reg2COMPregl,reg211000111-001111，regl，reg2(前8個寄存器+ROM絕對地址)類MOVP(rmrm)110001111， reg,nrmn(寄存器+寄存器間接)類ADDregl，(reg2)11001000-001111,regl,reg2ADDCregl，(reg2)11001000-101111，regl，reg2SUBregl,(reg2)11001001-001111,regl，reg2ANDregl,(reg2)11001010-001111,regl,reg2ORregl,(reg2)i匪oii-oomi,regl，reg2XORregl,(reg2)1匪100-001111，regl，reg2MOV(reg2)， regl11001101-101111，regl，reg2MOVregl,(reg2)11001101-001111,regl,reg2SWAPregl，(reg2)11001110-001111,regl，reg2COMPregl，(reg2)11001111-001111,regl,reg23G、 (寄存器+ R0M寄存器間接)類MOVP regl， (reg2)110011111-01111， regl， reg2H、 (RAM絕對地址+位地址)類BSET (畫)，mm 1101100， mm,匪 B(XR (畫)，mm 1101000，腿，薩 BTEST (畫)，mm 1101010，鵬，畫I、 RAM絕對地址類INCmio-ooo-llll,mmDEC(nrm)11110-010-llll,rmnCLR(rmrO11110-100-1111,rmnCOM(rmrOimo-iio-1111,nnnSL(mm)11110-111-00, ra,nrmSR(rmn)11110-111-01， ra，rmnROM(轉移)地址類JMP1111 1111100000,1111JMPZ1111 1111100001,imJMPE1111 1111100001，miJMPNZ1111 11moooio，miJMPNE1111 1111100010，miJMPC1111 11ll誦ll,miJMPLim i]11100100,miJMPLE1111 1]Lll匪Ol，imJMPG1111 1]LlllOOllO，mi<formula>formula see original document page 5</formula>CLRreg 1111111010-100-001111， regCOMreg 1111111010-110-001111， regDJNZreg 1111111010-101-001111, regPUSHreg 1111111010-001-001111， regPOPreg 1111111010-011-001111, regO、(寄存器+移位數)類reg 111111101011100， ra， regSRreg 111111101011101, m, regp、寄存器間接類INC(reg) 1111111011-000-001111， regDEC(reg) 1111111011-010-001111, regCLR(reg) 1111111011-100-001111， regCOM(reg) 1111111011-110-001111, regQ、(寄存器間接+移'位數)類(reg) 1111111011-111-00， m， regSR(reg) 1111111011—111—01， ra, reg
4、 如權利要求1、 2或3所說的CPU，其特征在于它有一數據存儲器訪問允許控制信號，該信號是輸入信號，只有該信號有效時，它才能訪問數據存 儲器。
5. 如權利要求l、 2、 3或4所說的CPU，其特征在于它與要訪問的數據 和程序存儲器及其它訪問數據存儲器的電路做在同 一塊集成電路中。
全文摘要
一種適用于移動存儲等設備控制器用的32位CPU，由運算器和控制器等組成，指令定長(24位)，操作碼不定長，能同時訪問的數據和程序存儲器。它的指令及其編碼有利于硬件設計，結構簡單，在允許的情況下可以直接訪問數據存儲器，無需請求和應答，效率高。它的某些寄存器可直接控制外部電路或反映外部電路的狀態(tài)，可以和程序存儲器、數據存儲器及其它訪問數據存儲器的電路等做在同一塊集成電路中，用作移動存儲設備的控制芯片。
文檔編號G06F15/78GK101470690SQ200710186148
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月27日 優(yōu)先權日2007年12月27日
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