[发明专利]基于模型建立CPU的方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种基于模型建立CPU的方法及装置。该方法包括：根据指令集中每个指令的结构和功能，生成每个指令对应的指令数据通路；在每个指令数据通路的源端和目的端之间插入多路选择器；合并相同的指令数据通路中的项，同时对控制信号表达式做逻辑合并操作，得到CPU数据通路；根据CPU数据通路，确定CPU的结构信息；根据控制信号表达式，确定CPU的控制单元的结构信息。本发明实施例根据每条指令的数据通路，然后通过工程综合方法，自动生成CPU的数据通路和控制信号，使得指令集中的不同指令的设计是相互独立的，使得各指令的数据通路相关性较低，简化了建立CPU的方法，降低了建立CPU过程中的错误率。

技术领域

本发明实施例涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于模型建立CPU的方法及装置。

背景技术

中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)是计算机系统的引擎和核心，操作系统、应用软件的可靠性都建立在CPU功能正确性的基础上。

现有技术中，CPU设计方法是将数据通路画在图上，且所有指令的数据通路画在一张图上，使得各指令的数据通路相关性较高，导致数据通路设计十分复杂，设计难度大，且错误率较高。

发明内容

本发明实施例提供一种基于模型建立CPU的方法及装置，以简化建立CPU的方法，降低建立CPU过程中的错误率。

本发明实施例的一个方面是提供一种基于模型建立CPU的方法，包括：

根据指令集中每个指令的结构和功能，生成每个指令对应的指令数据通路；

在每个指令数据通路的源端和目的端之间插入多路选择器，生成多路选择器的控制信号表达式和寄存器使能信号的逻辑表达式，所述控制信号表达式包括指令执行的阶段信号、指令操作码、指令控制码字段；

合并相同的指令数据通路中的项，同时对所述控制信号表达式做逻辑合并操作，得到CPU数据通路；

根据所述CPU数据通路，确定所述CPU的结构信息；

根据所述控制信号表达式，确定所述CPU的控制单元的结构信息。

本发明实施例的另一个方面是提供一种基于模型建立CPU的装置，包括：

生成模块，用于根据指令集中每个指令的结构和功能，生成每个指令对应的指令数据通路；

插入模块，用于在每个指令数据通路的源端和目的端之间插入多路选择器，生成多路选择器的控制信号表达式和寄存器使能信号的逻辑表达式，所述控制信号表达式包括指令执行的阶段信号、指令操作码、指令控制码字段；

合并模块，用于合并相同的指令数据通路中的项，同时对所述控制信号表达式做逻辑合并操作，得到CPU数据通路；

确定模块，用于根据所述CPU数据通路，确定所述CPU的结构信息；根据所述控制信号表达式，确定所述CPU的控制单元的结构信息。

本发明实施例提供的基于模型建立CPU的方法及装置，根据每条指令的数据通路，然后通过工程综合方法，自动生成CPU的数据通路和控制信号，使得指令集中的不同指令的设计是相互独立的，一个指令的设计并不影响其他指令，也不受其他指令的影响，使得各指令的数据通路相关性较低，简化了建立CPU的方法，降低了建立CPU过程中的错误率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的基于模型建立CPU的方法流程图；

图2为CPU数据通路综合、代码自动生成的流程图；

图3为基于模型和形式方法的符合DO-178C开发流程的CPU建模设计流程；

图4为本发明另一实施例提供的基于模型建立CPU的方法流程图；