PicoBlaze处理器IP Core的原理与应用

1、picoblaze处理器ip core的原理与应用picoblaze处理器ip core由全局寄存器、计算规律单元（alu）、程序流控制标记和复位规律、输入/输出（i/o）、中断控制器等几大部分构成。全局寄存器：16个8位全局寄存器，s0sf。寄存器的操作是十分灵便的；没有为特别任务保留寄存器，任何寄存器的优先权都是一样的。算术规律单元（alu）：提供了8位处理器需要的全部容易操作。执行全部的操作都是用随意一个寄存器提供的操作数完成。若操作需两个操作数，则有另一寄存器指定或在命令中嵌入一8位常量值。在不增强程序大小的前提下，指不定期随意常量值，增加了容易的命令特性。更明了地说，add1与 in

2、crement命令是等价的。若操作超过8位，则有一选项（增强或削减）可供挑选。二进制操作码（load、and、or、xor）可操作和测试二进制数，还包括shift和rotate命令集合。程序流控制标记：alu操作后的结果影响zero和carry两个标志。用有条件的或无条件的程序流控制命令打算程序执行的挨次。jump命令指定在程序空间内的肯定地址。call命令将程序定位到用一段代码写的子程序的肯定地址，同时将返回地址压栈。嵌套call命令用法的栈为15层，对于程序大小足够了。复位规律：复位信号强迫程序回到初始状态，即程序从地址00开头执行，中断被屏蔽，状态标志和堆栈也同时复位，但寄存器中内容不受

3、影响。输入/输出（i /o）：picoblaze提供256个输入端口和256个输出端口。由端口提供一个8位地址值与一个read或write选通脉冲信号，一起指定拜访端口。这个端口地址值或为一确定值或由随意一寄存器中内容指定。当拜访一由分布式或块状ram组成的内存时，最好用挺直寻址。当举行输入操作时，输入端口上的值被输出一个read_strobe输出脉冲时，即表示举行了一次输入操作。中断控制器：picoblaze提供一中断输入信号。只要用一些容易的组合规律，多个信号就可举行组合并被应用于这一中断。程序中可定义此中断是否被屏蔽，默认值是中断被屏蔽。一被激活的中断信号使程序执行“call ff”命令

4、（ff即256，程序存储器的最后一个位置），然后设计者为此定义的放在此处的一段程序被执行。普通在此地址放一jump命令，跳转到中断服务程序。中断进程屏蔽其它中断，returni命令保证在中断程序结束后，标志和控制命令回到原先的状态。表1 picoblaze处理器命令集控制程序转移命令循环转移命令规律操作命令输入/输出命令81aa jump aa91aa jump z,aa95aa jump nz,aa99aa jump c，aa9daa jump nc,aa83aa call aa93aa call z,aa97aa call nz,aa9baa call c,aa9faa call nc,a

5、a8080 return9080 return z9480 return nz9880 return c9c80 return ncdx0e sp0sxdx0f sr1sxdx0a srxsxdx08 srasxdx0c rr sdx06 sl0sxdx07 sl1sxdx04 slxsxdx00 slasxdx02 rl sx0xkk load sx,kk1xkk and sx,kk2xkk or sx,kk3xkk xor sx,kkcxy0 load sx,sycxy1 and sx,sycxy2 or sx,sycxy3 xor sx,syaxpp input sx,ppbxy0 in

6、put sx,(sy)expp output sx,ppfxy0 output sx,(sy)算术运算命令中断命令4xkk add sx,kk5xkk addcy sx,kk6xkk sub sx,kk7xkk subcy sx,kkcxy4 add sx,sycxy5 addcy sx,sycxy6 sub sx,sycxy7 subcy sx,sy80f0 returni reable80d0 returni disable8030 enable interrupt8010 disable interrupt3 picoblaze的命令集和调试器表1列举了全部代表十六进制的picoblaz

7、e操作码的命令，其中：“x”和“y”代表寄存器，“s”，范围为0f；“kk”代表常量，“aa”代表地址，“pp”代表端口地址，范围均为00ff。pblazide(integrated development environment)是picoblaze汇编程序的编辑、调试、汇编集成环境。利用它可以便利地所写程序的输入输出、寄存器内值的变幻及程序命令的挨次执行过程，便于检查程序的错误。picoblaze处理器ip core应用的vhdl源代码和调试器pblazeide可以从xilinx网站上挺直下载。4 picoblaze的应用系统设计应用于spartan-ii和virtex-e器件的picoblaze处理器ip core，外挂一个可存储256条命令的ram，共同工作。若是用户需要更多的程序存储空间以便执行越发复杂的操作，有以下几种解决计划。*xilinx 针对virtex-e器件特殊设计了kcpsm2模块，提供1024个地址，且操作32个寄存器。*若用户的程序超过了256条命令，则可以考虑将设计分解为几个过程，每一个过程由一个单独的picoblaze模块（每个拥有自己的ram）完成。在一些设计中，以一个picoblaze为主（master），其它一个或多个picoblaze为辅（slave）。双端口分布式