reg Clk; // клок
reg [31:0] In1Reg;
reg [31:0] In2Reg;
reg [31:0] OutReg;
reg [8:0] CmdAddr;
reg [17:0] CmdA[0:511]; // список команд-операций как-то где-то инициализируемый
reg [17:0] Cmd;

always @(posedge Clk)
begin
   Cmd<=CmdA[CmdAddr+1];
   if(Cmd[17]) CmdAddr<=Cmd[8:0];
   else
   begin
     CmdAddr<=CmdAddr+1;
     case(Cmd[16:14])
       3'b000: OutReg<=In1Reg+In2Reg; // было бы классно выполнять ее 2 такта
       3'b001: OutReg<=In1Reg-In2Reg; // было бы классно выполнять ее 2 такта
       3'b010: OutReg<=In1Reg*In2Reg; // было бы классно выполнять ее 3 такта
       3'b011: OutReg<=In1Reg/In2Reg; // было бы классно выполнять ее 4 такта
       3'b100: OutReg<=In1Reg&In2Reg; // должна выполниться за такт
       3'b101: OutReg<=In1Reg^In2Reg; // должна выполниться за такт
       3'b110: OutReg<=In1Reg|In2Reg; // должна выполниться за такт
       3'b111: // пустой оператор
     endcase
   end
end

module main(...)


my_cpu my_cpu_module(...);

endmodule


module my_cpu(...)
...
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO0;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO1;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO2;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO3;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO4;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO5;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO6;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO7;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO8;
reg signed      [REG_LEN-1:0] GPIO9;

// 14 registers
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes0;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes1;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes2;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes3;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes4;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes5;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes6;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes7;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes8;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes9;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes10;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes11;
reg signed      [REG_LEN-1:0] RegRes12;

my_div my_dive_module(.clock(Clk), .denom(GPIO6), .numer(GPIO9), .quotient(RegRes9), .remain(RegRes10));  // должно вычисляться за 8 тактов
my_mult my_mult_module(.clock(Clk), .dataa(GPIO5), .datab(GPIO8), .result(RegRes8));  // должно вычисляться за два такта
my_sub  my_sub_module(.clock(Clk), .dataa(GPIO1), .datab(GPIO7), .result(RegRes7));  // должно вычисляться за один такт
my_add  my_add_module(.clock(Clk), .dataa(GPIO1), .datab(GPIO7), .result(RegRes6)); // должно вычисляться за один такт
my_compare my_compare_module(.clock(Clk), .dataa(GPIO0), .datab(GPIO2),
   .aeb(CmpFlag[0]), .agb(CmpFlag[1]), .alb(CmpFlag[2])); // должно вычисляться за один такт


always @(posedge Clk)
begin
   RegRes0 <=GPIO0&GPIO2;
   RegRes1 <=GPIO0|GPIO2;
   RegRes2 <=GPIO0^GPIO2;
   RegRes3 <=GPIO3>>1;
   RegRes4 <=GPIO3<<1;
   RegRes5 <=~GPIO4;
// ... и еще всякие операции по перетаскиванию значений из одного регистра в другой на основе микрокода
end
endmodule

set_multicycle_path 8 -setup -end -from [get_registers [list \
  {my_cpu_module|GPIO0\[*\] my_cpu_module|GPIO1\[*\] my_cpu_module|GPIO2\[*\] \
   my_cpu_module|GPIO3\[*\] my_cpu_module|GPIO4\[*\] my_cpu_module|GPIO5\[*\] \
   my_cpu_module|GPIO6\[*\] my_cpu_module|GPIO7\[*\] my_cpu_module|GPIO8\[*\] \
   my_cpu_module|GPIO9\[*\] }]] \
  -to [get_registers [list {my_cpu_module|RegRes9\[*\] my_cpu_module|RegRes10\[*\]}]]

set_multicycle_path 7 -hold -end -from [get_registers [list \
  {my_cpu_module|GPIO0\[*\] my_cpu_module|GPIO1\[*\] my_cpu_module|GPIO2\[*\] \
   my_cpu_module|GPIO3\[*\] my_cpu_module|GPIO4\[*\] my_cpu_module|GPIO5\[*\] \
   my_cpu_module|GPIO6\[*\] my_cpu_module|GPIO7\[*\] my_cpu_module|GPIO8\[*\] \
   my_cpu_module|GPIO9\[*\] }]] \
  -to [get_registers [list {my_cpu_module|RegRes9\[*\] my_cpu_module|RegRes10\[*\]}]]