Многоуважаемые проектировщики собственных процессоров.
Поделитесь, пожалуйта, информацией, где можно почитать про микрокоды,
для разработки собственного процессора.
Разработка, инструментарий, практические советы, внятные примеры...

есть книжка в свободном доступе VHDL Coocbook
там в качестве примера процессор

но по хорошему, нужно брать на Opencores.org ядро процессорное и смотреть, как сделано. еще есть leon от gaisler-а - но это лучше для понимания как делать микропроцессорную систему, само ядро там, по-моему, сложно описано - трудно разбираться

ведь процессор не для развлечения, а для исполнения программ - то есть нужны компиляторы, отладчики и пр. поэтому совсем "свой" процессор смысла делать мало

для совсем простого - просто посмотреть Zylin ZPU проект

Представляю свой 8-разрядный софт процессор miniByte, реализованный в среде QII 8.1 на Cyclone III.
Приложение miniByte.rar включает:
miniByte.pdf – краткое описание структуры процессора и сиcтемы команд.
mb.exe - транслятор с ассемблера mb.asm в файл mb.mif
mb.asm – пример кода с выводом текста «HELLO» на LCD.

Процессор miniByte предназначен для программирования внутри ПЛИС, с возможностью изменять под задачу его архитектуру и систему команд.
Система команд miniByte схожа с 51 архитектурой, но сокращена до 32 команд с длинами в один или два байта.
Тактовая частота до 100 МГц, а команды выполняются за 1 или 2 такта. Память RAM и ROM емкостью по 4096*8 реализована на 2-х портовой внутренней памяти М9К. Стек в RAM произвольной длины. Систему прерывания пока не делал.

Синтез софт процессора на verilog и транслятор на С++ написал сам.
Для трансляции запустить mb.exe в том же директории, где и mb.asm. Создастся файл mb.mif, используемый далее в QII при загрузках в ROM.
Средствами QII 8.1 можно симулировать программу из mb.mif до уровня регистров.
После конфигурирования ПЛИС, процессор сбрасывается сигналом locked от мега-функции ALTPLL.

Конкуренция растёт.
А я предлагаю 32-разрядный микропроцессор. Точнее, архитектуру. Вот, намедни сделал карту системы команд.



Разумеется, по простоте и компактности он не может конкурировать с 8-ми битными микроконтроллерами, но у него есть другие преимущества - отличная расширяемость и высокая плотность кода. Желтым помечены неназначенные коды операций.

Когда (и если) заработает встроенная многозадачность, то проект будет достоин отдельной темы в этом подфоруме.

А вот так может выглядеть программа на ассемблере для этого процессора



Знаю проекты, которые продвинулись значительно дальше моего, но с точки зрения возможностей архитектуры я готов пободаться.

Сообщение отредактировал alman - Feb 15 2015, 11:21

8 –разрядный софт процессор не конкурент 32-разрядному. У них разное предназначение, скорее он мог бы быть младшим партнером. Для меня главное, что мой miniByte уже работает и его можно легко втыкать в ПЛИС взамен очень больших FSM.
Здесь мне интересны методы аппаратной реализации процессора в HDL, а также способы и детали программирования транслятора с ассемблера, ну и архитектура в целом. То есть, кто и как это все реализует…
У Вас, как я понимаю, задача аппаратной реализации операционной системы... Один мой знакомый, правда в Америке, что-то подобное делает.

Serhiy_UA
А исходники самого проца (rtl) и ассемблера вы можете выложить?

Сообщение отредактировал ~Elrond~ - Mar 11 2015, 20:41

это Вам не подходит?
на 2 поста выше...

Maverick
А вы вообще скачивали этот архив? Буду весьма благодарен, если вы найдёте там хоть один verilog файл.

Мне кажется, что miniByte подходит только для самых простых задач - ну типа светодиодом поморгать, передать в ком порт константную строчку и т.п. Поскольку в нём нет даже сложения двух регистров(сложение возможно только с константой), более сложные операции придётся выполнять, примерно как на машине Тьюринга .

ну не факт. вот на таких чипах народ даже работал, минибайт по сравнению с этим супер пупер проц

Timmy, спасибо за замечание!
Проглядел, исправлю. Бывает, когда все делаешь сам.
Теперь вместо команды INC A, введу двухбайтную ADD A, Rx. Ведь аккумулятор инкрементируется и через ADD A, xy.
Проблем нет, я как раз и хотел обсуждения…

Сравнение с машиной Тьюринга забавно, а какая на самом деле там была система команд, кто знает?

Да, еще для затравки. Хотел сделать софт-процессор "полуБайт". То есть с данными в 4 бита. Пока только хочу... Тоже для микро применений.

описание языка brainfuck почитайте. это оно и есть

возьмите пикоблейз и прокачайте его до нормального уровня (большой регистровый файл, 4К команд, AXI), вот это будет дело

Как раз 3 команд не хватает до pic'а (35 команд).

Может тогда все команды, где осуществляются операции с заданной константой, перевести в режим работы с аккумулятором, как у Motorola MC14500B, ссылку на который привел ув. des00.

честно признаюсь, не скачивал - verilog файлов в архиве действительно не оказалось...

У меня для проекта "Си как HDL, или Верилог без always" (см. marsohod.org ) написан софт-процессор, совместимый по ассемблеру с ядром msp430 - программы можно писать на Си с использованием GCC. Но компиляция с ассемблера в машинные коды делается самопальной программой. Проект делался только как демо-пример, поэтому без поддержки библиотек и тп. Без периферии занимает ~350 ЛЕ, быстродействие ~50МГц msp430.