一种基于CISC结构的微控制器及其指令集的实现方法

摘要

本发明提供了一种基于CISC结构的微控制器及其指令集实现方法，其简化了CISC微处理器庞杂的指令集，改进了内部指令实现方式做，且由于数据线和指令线分离，使指令处理的速度加快，在一定程度上弥补了CISC微处理器指令集庞大、执行效率低的缺点。指令集共有151条指令，支持常见典型各类指令，包括数据传送交换、算术逻辑运算、比较、乘除法、移位、循环、半字节操作、位操作、跳转、调用返回、进栈退栈、软中断以及空操作类指令。本发明的微处理器可配置适当的外围资源，其端口多，资源丰富，适用于实时控制各类嵌入式、SOC系统，具有高速、高性能、低功耗、低噪声、抗干扰能力强等特性，，尤其适用于家电、民用通信等消费类电子产品。

主权项

1.一种基于CISC结构的微控制器，该微控制器包括程序存储器，数据随机存储器，特殊功能寄存器堆，数据总线和地址总线，流水线指令结构，数据缓冲区，通用算术逻辑单元，指令读取及译码器和系统控制模块，其中，所述程序存储器与所述数据随机存储器空间独立；所述的数据总线分为各自分离的8位内部数据总线和8位程序数据总线，所述的系统控制模块用于产生系统时钟、系统复位以及各种读写控制信号，所述的流水线指令结构为单级四段流水线指令结构，该单级四段流水线指令处理结构分为4个部分，首先是指令读取电路及译码电路，该指令读取电路及译码电路通过上述8位程序数据总线从程序存储器读入指令，并对指令进行译码分解；然后通过控制电路根据译码结果读取寄存器或者存储器的内容；再通过算术逻辑单元进行运算；之后将运算的结果存入寄存器或者数据存储器单元；当执行调用、返回等指令时，会对程序指针进行压栈和出栈操作，当执行跳转等指令时，进行指针偏移操作，同时在每读下一字节指令时，会对PC有加1的操作。