[发明专利]一种用于实验的微处理器及其实验方法

摘要

本发明公开了一种用于实验的微处理器及其实验方法，微处理器包括程序控制单元、微程序控制单元、执行单元、寄存器堆和中断控制单元。实验方法包括编写指令、执行指令、判断编写的指令是否正确、编写实验程序、执行程序和判断编写的程序是否正确六个步骤。本发明的微处理器功能适当，电路结构简单清晰，易于实验者理解。本发明的微处理器能以软知识产权IP核的形式，在FPGA平台上实现，具有灵活性和一定的实用性。本发明的实验方法对实验者理解微处理器内部体系结构、电路结构有很大帮助。同时，本发明的微处理器还可以应用在学生的课外电子系统设计实践中，从而极大地提高学生的复杂系统的设计与工程实践能力。

主权项

一种用于实验的微处理器，包括程序控制单元、微程序控制单元、执行单元、寄存器堆、中断控制单元；所述的程序控制单元的输出分别与微程序控制单元、执行单元相连；所述的微程序控制单元的输出分别与程序控制单元、执行单元、寄存器堆、中断控制单元相连；所述的执行单元的输出分别与程序控制单元、寄存器堆、中断控制单元相连；所述的寄存器堆有输入来自外部设备接口，输出分别与程序控制单元、执行单元、外部设备接口相连；所述的中断控制单元有输入来自外部设备接口，输出与微程序控制单元相连；所述的程序控制单元，用于在微程序控制单元输出信号的控制下，控制程序的顺序执行或跳转，对指令地址、指令、访存数据、访存中间地址以及堆栈地址的寄存，同时实现对程序/数据存储器的读写操作；所述的微程序控制单元，用于对来自程序控制单元的指令寄存器中的指令进行译码，按照CISC指令集处理器的指令格式译出全部控制信号，利用控制信号，分别控制程序控制单元控制程序流向和寄存指令执行时的中间数据、执行单元执行运算、寄存器堆为执行单元提供操作数、寄存其操作结果或与外部设备接口交换数据、中断控制单元，实现对外部设备中断请求的管理；所述的执行单元，用于在微程序控制单元输出信号的控制下，从算术运算、逻辑运算、移位运算、访存地址计算和下一条指令地址计算中选择执行相应的运算，并将获得的运算结果数据，同时输给程序控制单元、寄存器堆、中断控制单元；所述的寄存器堆，用于在微程序控制单元输出信号的控制下，提供运算操作数给执行单元并寄存执行单元的输出数据、与外部设备接口交换数据、寄存来自外部设备的中断向量；所述的中断控制单元，用于在微程序控制单元输出信号的控制下，管理外部设备中断请求。