#CSDN博客地址 https://blog.csdn.net/LionelZhao/article/details/130540088?spm=1001.2014.3001.5501 设计了一个单核顺序执行支持16条指令的简易8位CPU，无中断和异常处理、无流水线并行、无乱序执行等高效计算技术。该处理器支持内存读写、寄存器读写、跳转指令及常见的算数、逻辑运算，片上集成了16Byte的寄存器组，可拓展为GPIO用于控制常见的外设。 #1、设计概述 设计了一个单核顺序执行支持16条指令的简易8位CPU，无中断和异常处理、无流水线并行、无乱序执行等高效计算技术。该处理器支持内存读写、寄存器读写、跳转指令及常见的算数、逻辑运算，片上集成了16Byte的寄存器组，可拓展为GPIO用于控制常见的外设。 #2、指令集 该处理器所支持的指令集长度类型有两种，分别为短指令和长指令。短指令8位，包含指令编码和寄存器地址；长指令16位，包含指令编码、寄存器地址和存储器地址，由于总线为8位，因此需要两次取指操作才能读取完整的指令。长指令和短指令的格式如下图所示： 指令编码采用四位二进制表示，定义了16种指令，如下表所示： #3、系统组成 根据冯诺依曼架构，计算机由运算器、存储器、控制器、输入和输出组成，整个处理器系统由CPU核和存储器两部分组成，CPU包含了运算器和控制器；由于输入输出种类多样且需要外设控制、中断和异常控制等功能，这在本设计中并未实现，因此本设计不包含输入输出接口。整个CPU系统如下图所示： CPU核由程序计数器PC、指令寄存器IR、累加器ACC、通用寄存器REG、地址选择器ADDR_MUX、算数逻辑单元ALU和控制器CTRL组成；存储器由ROM和RAM组成，ROM中存放程序和数据，RAM中存放数据。CPU核的结构框图如下所示： 存储器部分 ①只读存储器ROM ②随机读写存储器RAM 处理器核部分 ①程序计数器PC ②指令寄存器IR ③累加器ACC ④通用寄存器REG ⑤地址选择器ADDR_MUX ⑥算数逻辑单元ALU ⑦控制器CTRL