[发明专利]基于现场可编程门阵列的处理器内核及其运行方法

权利要求书

1.一种基于现场可编程门阵列的处理器内核，其特征在于，包括输入输出模块、译码模块和执行模块；

输入输出模块用于作为处理器内核统一连接核外设备以传输数据和指令的唯一传输接口，根据核外设备的地址信号与核外设备进行传输操作，核外设备包括指令存储器和数据存储器；核外设备统一编号、统一编址；

译码模块用于对输入输出模块从指令存储器读取的指令进行译码操作，产生译码结果；

执行模块用于根据译码结果进行处理操作；

其中，所述输入输出模块包括地址寄存器、数据有效寄存器、输出数据寄存器、数据字节有效寄存器和输入数据寄存器；

所述输入输出模块具体用于：

当执行输出操作时，在数据有效寄存器中写入的输出数据有效信号为第二值，在地址寄存器中写入核外设备的地址信号，在输出数据寄存器中写入输出数据，在数据字节有效寄存器写入输出数据的字节有效信号，以使地址信号对应核外设备根据输出数据的字节有效信号从输出数据寄存器中读取输出数据；

当执行输入操作时，在数据有效寄存器中写入的输出数据有效信号为第一值，在地址寄存器中写入核外设备的地址信号，以使地址信号对应核外设备把输入指令或输入数据写入输入数据寄存器中。

2.根据权利要求1所述的处理器内核，其特征在于，所述处理器内核使用有限状态机控制指令处理流程，有限状态机的状态类型包括读指令状态、译码状态、获取操作数和指令类型状态、执行状态、以及寄存器写回状态；

当有限状态机的状态类型为读指令状态时，控制输入输出模块进行读指令操作；

当有限状态机的状态类型为译码状态时，控制译码模块进行译码操作；

当有限状态机的状态类型为获取操作数和指令类型状态时，控制执行模块进行获取操作数和指令类型操作；

当有限状态机的状态类型为执行状态时，控制执行模块进行执行操作；

当有限状态机的状态类型为寄存器写回状态时，控制执行模块进行寄存器写回操作。

3.根据权利要求1所述的处理器内核，其特征在于,所述执行模块具体用于接收译码模块产生的指令类型、源寄存器编号、目的寄存器编号和立即数，获取源寄存器编号对应通用寄存器中相应位置的值作为源操作数，根据指令类型确定有限状态机的执行状态的子状态，执行该子状态对应的处理操作；

其中，执行状态的子状态包括算术逻辑运算状态、读操作状态、写操作状态、条件分支状态、以及无条件跳转状态，这些子状态分别对应算术逻辑运算操作、读操作、写操作、条件分支操作、以及无条件跳转操作。