《酷能指令集》及相关专利技术

只看该作者 · 2017-5-18 23:50

当然，如果要新推出一套指令集，那么这套指令集就必须具有创新性和先进性，不能是平庸之辈，特别像我这种不是体制内的人士，要获得国家的认可那要费巨大的努力。

只看该作者 · 2017-5-19 12:48

厉害，不过这个东西的IP核设计才是重点吧，够小，够快，够稳定。

只看该作者 · 2017-5-20 10:26

资料有更新，请回头查看。

只看该作者 · 2017-5-25 19:30

本帖最后由吾要单片机于 2017-12-9 16:10 编辑

32位指令集----逻辑运算指令（6条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
AND Rd, Rn, #uimm16	Rd=Rn& #uimm16		NZ	1
OR Rd, Rn, #uimm16	Rd=Rn\| #uimm16		NZ	1
XOR Rd, Rn, #uimm16	Rd=Rn^ #uimm16		NZ	1
AND<cond> Rd, Rn, Rj, [E]JMP #v_6	Rd=Rn&Rj	/WIMM	NZ	1
OR<cond> Rd, Rn, Rj, [E]JMP #v_6	Rd=Rn\|Rj	/WIMM	NZ	1
XOR<cond> Rd, Rn, Rj, [E]JMP #v_6	Rd=Rn^Rj	/ WIMM	NZ	1

注明：*如果前缀有WIMM #imm28指令，此时Rj就变为#imm4，两者组成32位立即数。

只看该作者 · 2017-5-25 19:38

本帖最后由吾要单片机于 2017-5-27 12:36 编辑

32指令集---移位操作指令（8条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
LSL<cond> Rd, Rn, #uimm5,[E]JMP #v_6	Rd=Rn<< #uimm5		NZC	1
LSR<cond> Rd, Rn, #uimm5,[E]JMP #v_6	Rd=Rn>> #uimm5		NZC	1
ASR<cond> Rd, Rn, #uimm5,[E]JMP #v_6	Rd=(signed)Rn>> #uimm5		NZC	1
ROR<cond> Rd, Rn, #uimm5,[E]JMP #v_6	Rd=Rn右环移 #uimm5位		NZC	1
LSL<cond> Rd, Rn, Rj, [E]JMP #v_6	Rd=Rn<<Rj		NZC	1
LSR<cond> Rd, Rn, Rj, [E]JMP #v_6	Rd=Rn>>Rj		NZC	1
ASR<cond> Rd, Rn, Rj, [E]JMP #v_6	Rd=(signed)Rn>>Rj		NZC	1
ROR<cond> Rd, Rn, Rj, [E]JMP #v_6	Rd=Rn>> Rn右环移Rj位		NZC	1

只看该作者 · 2017-5-25 19:40

本帖最后由吾要单片机于 2018-2-4 17:41 编辑

表6.2.5 位操作指令（3条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSR	周期
BFEX Rd, Rj, #width5，#lsb5	位段提取		Z	1
BFIN Rd, Rj, #width5，#lsb5	位段插入			1
RBIT<cond> Rd, Rj, [E]JMP #v6	位序反转			1

说明:

只看该作者 · 2017-5-25 19:42

本帖最后由吾要单片机于 2017-12-23 23:31 编辑

32位指令集---数制转换指令（3条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
SEXTB<cond> Rd, Rj, [E]JMP #v_6	字节符号位扩展		NZ	1
SEXTH<cond> Rd, Rj, [E]JMP #v_6	半字符号位扩展		NZ	1
CLZ<cond> Rn, Rj，[E]JMP #v_6	计算前导0的个数		Z	1

只看该作者 · 2017-5-25 19:45

本帖最后由吾要单片机于 2018-2-4 17:43 编辑

表6.2.7 数据转送指令（33条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSR	周期
MOV<cond> Rd, Rj, [E]JMP #v6	Rd=Rj	/WIMM		1
CPL<cond> Rd, Rj, [E]JMP #v6	Rd=~Rj	/WIMM	NZ	1
MOV<cond> RC, Rj, [E]JMP #v6	RC=Rj	/WIMM		1
MOV<cond> Rd, RC, [E]JMP #v6	Rd=RC			1
MOV<cond> Rd, PSR, [E]JMP #v6	Rd=PSR			1
MOV<cond> PSR, Rj, [E]JMP #v6	PSR=Rj	/WIMM		1
XCHG<cond> Rd, [Rn], Rj, [E]JMP #v6	Rd=[Rn], [Rn]=Rj			1
ULD.type<cond> Rd, [Rn+], #imm1, [E]JMP #v6	Rd=(Utype)MEM[Rn], Rn+=#imm1<< type			1
SLD.type<cond> Rd, [Rn+], #imm1, [E]JMP #v6	Rd=(Stype)MEM[Rn], Rn+=#imm1<< type			1
STR.type<cond> Rd, [Rn+], #imm1, [E]JMP #v6	(type)MEM[Rn]=Rd, Rn+=#imm1<< type			1
ULD.type<cond> Rd, [+Rn], #imm1, [E]JMP #v6	Rn+=#imm1<< type , Rd=(Utype)MEM[Rn]			1
SLD.type<cond> Rd, [+Rn], #imm1, [E]JMP #v6	Rn+=#imm1<< type , Rd=(Stype)MEM[Rn]			1
STR.type<cond> Rd, [+Rn], #imm1, [E]JMP #v6	Rn+=#imm1<< type , (type)MEM[Rn]=Rd			1
SLB<cond> Rd, [Rn, Rj], [E]JMP #v6	Rd=(Sbyte)MEM[Rn+Rj]	/WIMM		1
SLB Rd, [Rn, #uimm16]	Rd=(Sbyte)MEM[Rn+ #uimm16]			1
SLH<cond> Rd, [Rn, Rj], [E]JMP #v6	Rd=(Shalf)MEM[Rn+Rj<<1]	/WIMM		1
SLH Rd, [Rn, #uimm16]	Rd=(Shalf)MEM[Rn+ #uimm16<<1]			1
ULB<cond> Rd, [Rn, Rj], [E]JMP #v6	Rd=(Ubyte)MEM[Rn+Rj]	/WIMM		1
ULB Rd, [Rn, #uimm16]	Rd=(Ubyte)MEM[Rn+ #uimm16]			1
ULH<cond> Rd, [Rn, Rj], [E]JMP #v6	Rd=(Uhalf)MEM[Rn+Rj<<1]	/WIMM		1
ULH Rd, [Rn, #uimm16]	Rd=(Uhalf)MEM[Rn+ #uimm16<<1]			1
ULW<cond> Rd, [Rn, Rj], [E]JMP #v6	Rd=(Uword)MEM[Rn+Rj<<2]	/WIMM		1
ULW Rd, [Rn, #uimm16]	Rd=(Uword)MEM[Rn+ #uimm16<<2]			1
STRB<cond> Rd, [Rn, Rj], [E]JMP #v6	(byte)MEM[Rn+Rj]=Rd	/WIMM		1
STRB Rd, [Rn, #uimm16]	(byte)MEM[Rn+ #uimm16]=Rd			1
STRH<cond> Rd, [Rn, Rj], [E]JMP #v6	(half)MEM[Rn+Rj<<1]=Rd	/WIMM		1
STRH Rd, [Rn, #uimm16]	(half)MEM[Rn+ #uimm16<<1]=Rd			1
STRW<cond> Rd, [Rn, Rj], [E]JMP #v6	(word)MEM[Rn+Rj<<2]=Rd	/WIMM		1
STRW Rd, [Rn, #uimm16]	(word)MEM[Rn+ #uimm16<<2]=Rd			1
ULD<cond> Rd, [SP, #uimm5], [E]JMP #v6	Rd=(Uword)MEM[SP+ #uimm5<<2]			1
STR<cond> Rd, [SP, #uimm5], [E]JMP #v6	(Uword)MEM[SP+ #uimm5<<2] = Rd			1
PUSH<cond> Rd, #uimm5, [E]JMP #v6	（#uimm5+1）个寄存器入栈			#uimm5 +1
POP<cond> Rd, #uimm5, [E]JMP #v6	（#uimm5+1）个寄存器出栈			#uimm5 +1

说明：

1、如果前缀有WIMM #imm28指令，此时Rj就变为#imm4，两者组成32位立即数。

2、指令 MOV<cond> Rd, PSR, [E]JMP #v6和MOV<cond> PSR, Rj, [E]JMP #v6都是特权级指令。

3、在指令ULD/SLD.type<cond> Rd, [Rn+], #imm1, [E]JMP #v6中，type表示字长（即byte / half / word）, 与此对应的操作说明中的type∈(0,1,2)，#imm1∈(-1, 1).

4、在指令ULD/SLD.type<cond> Rd, [+Rn], #imm1, [E]JMP #v6中，type表示字长（即byte / half / word）,与此对应的操作说明中的type∈(0,1,2)，#imm1∈(-1,1).

5、在指令STR.type<cond> Rd,[Rn+], #imm1, [E]JMP #v6中，type表示字长（即byte / half / word）, 与此对应的操作说明中的type∈(0,1,2)，#imm1∈(-1,1).

6、在指令STR.type<cond> Rd,[+Rn], #imm1, [E]JMP #v6中，type表示字长（即byte / half / word）, 与此对应的操作说明中的type∈(0,1,2)，#imm1∈(-1, 1).

7、表中Stype指的是Sbyte、Shalf。Utype指的是Ubyte、Uhalf或Uword。

只看该作者 · 2017-5-25 19:54

本帖最后由吾要单片机于 2017-12-23 20:02 编辑

表8 程序转移指令（12条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
MJZ #uimm16	分散转移指令	/WIMM		2
CALL #simm26		/WIMM		2
CALL Rj				2
J<cond> #simm16				2
JMP Rj				2
CJZ Rd, Rj，#simm11	If (Rd^Rj)==0 then jmp	/WIMM		2
CJNZ Rd, Rj，#simm11	If (Rd^Rj)!=0 then jmp	/WIMM		2
TJZ Rd, Rj，#simm11	If (Rd&Rj)==0 then jmp	/WIMM		2
TJNZ Rd, Rj，#simm11	If (Rd&Rj)!=0 then jmp	/WIMM		2
INT #uimm8	软件中断			2
IRET	中断返回			2
RET	子程序返回			2

说明：

只看该作者 · 2017-5-25 19:58

本帖最后由吾要单片机于 2017-12-24 23:37 编辑

32位指令集--控制指令（3条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSR	T
SLEEP	睡眠，等待中断唤醒			1
SET PSR, #uimm4	将PSR的控制位置1		I,P,B	1
CLR PSR, #uimm4	将PSR的控制位清0		I,P,B	1

32位指令集--立即数扩展指令（1条）

汇编指令	操作说明
WIMM #imm28	为紧随其后的可执行指令提供高28位立即数

---------------------------------------32位指令集到这里结束-------------------------------------------

只看该作者 · 2017-5-25 20:30

本帖最后由吾要单片机于 2018-2-4 17:50 编辑

16位指令集介绍

(共78条）

表1 加法、减法运算指令（10条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
ADD Rd, Rn, Rj	Rd=Rn+Rj	/WIMM/HIMM/CIMM	NZCV	1
SUB Rd, Rn, Rj	Rd=Rn-Rj	/WIMM/HIMM/CIMM	NZCV	1
ADD Rd, #uimm4	Rd=Rd+ #uimm4	/WIMM/HIMM/CIMM	NZCV	1
SUB Rd, #uimm4	Rd=Rd- #uimm4	/WIMM/HIMM/CIMM	NZCV	1
ADD Rd, SP, #uimm4	Rd=SP+ #uimm4<<2	/WIMM/HIMM/CIMM		1
ADD SP, #uimm8	SP=SP+ #uimm8<<2	/WIMM/HIMM/CIMM		1
SUB SP，#uimm8	SP=SP- #uimm8<<2	/WIMM/HIMM/CIMM		1
ADD Rd, PC, #0	Rd={PC[31:1], 1’b0}+ #0	/WIMM/HIMM/CIMM		1
CASEB Rn, Rj	查找相等的字节	/WIMM/HIMM/CIMM	Z, n	1
CASEH Rn, Rj	查找相等的半字	/WIMM/HIMM/CIMM	Z, n	1

说明：

表2 乘法、除法运算指令（10条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
MUL Rd, Rn, Rj	Rd=Rn*Rj	/WIMM/CIMM		1~4
UMAC Rd, Rn, #uimm16	R1=Rd+Rn[15:0] * #uimm16	HIMM		1
SMULT Rd, Rj	(有符号){HI,LO}=Rd*Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		1~5
UMULT Rd, Rj	(无符号){HI,LO}=Rd*Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		1~4
SMLA Rd, Rj	(有符号){HI,LO}={HI,LO}+Rd*Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		2~5
UMLA Rd, Rj	(无符号){HI,LO}={HI,LO}+Rd*Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		2~5
SMLS Rd, Rj	(有符号){HI,LO}={HI,LO}-Rd*Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		2~5
UMLS Rd, Rj	(无符号){HI,LO}={HI,LO}-Rd*Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		2~5
SDIV Rd, Rj	(有符号)LO=Rd/Rj, HI=Rd%Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		4~16
UDIV Rd, Rj	(无符号)LO=Rd/Rj, HI=Rd%Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		4~16

说明：

表3 逻辑运算指令（3条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
AND Rd, Rn, Rj	Rd=Rn&Rj	/WIMM/HIMM/CIMM	NZ	1
OR Rd, Rn, Rj	Rd=Rn\|Rj	/WIMM/HIMM/CIMM	NZ	1
XOR Rd, Rn, Rj	Rd=Rn^Rj	/WIMM/HIMM/CIMM	NZ	1

说明：

表4 移位操作指令（4条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
LSL Rd, Rj	Rd=Rd<<Rj	/CIMM/RIMM/HIMM	NZC	1
LSR Rd, Rj	Rd=Rd>>Rj	/CIMM/RIMM/HIMM	NZC	1
ASR Rd, Rj	Rd=(signed)Rd>>Rj	/CIMM/RIMM/HIMM	NZC	1
ROR Rd, Rj	Rd=Rd右环移Rj	/CIMM/RIMM/HIMM	NZC	1

说明：

表5 位操作指令（3条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSR	T
BFEX Rd, Rj, #width5，#lsb5	位段提取		NZ	1
BFIN Rd, Rj, #width5，#lsb5	位段插入		NZ	1

RBIT Rd, Rj	按位反转			1

说明:

表6 数制转换指令（3条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
SEXTB Rj	字节符号位扩展	/CIMM	NZ	1
SEXTH Rj	半字符号位扩展	/CIMM	NZ	1
CLZ Rd, Rj	计算前导0的个数	/CIMM	Z	1

说明：

表7 数据转送指令（21条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
MOV Rd, Rj	Rd=Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		1
CPL Rd, Rj	Rd=~Rj	/WIMM/HIMM/CIMM	NZ	1
MOV Rd, HRj	Rd=HRj	/CIMM		1
MOV HRd, Rj	HRd=Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		1
MOV RC, Rj	RC=Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		1
MOV Rj, RC	Rj=RC	/CIMM		1
MOV Rj, PSR	Rj=PSR	/CIMM		1
MOV PSR, Rj	PSR=Rj	/WIMM/HIMM/CIMM		1
XCHG Ra, [Rb], Rc	Ra=[Rb], [Rb]=Rc	RIMM		1
SLB Rd, [Rn, #0]	Rd=(Sbyte)MEM[Rn+ #0]	/WIMM/HIMM/CIMM/RIMM		1
SLH Rd, [Rn, #0]	Rd=(Shalf)MEM[Rn+ #0<<1]	/WIMM/HIMM/CIMM/RIMM		1
ULB Rd, [Rn, #0]	Rd=(Ubyte)MEM[Rn+ #0]	/WIMM/HIMM/CIMM/RIMM		1
ULH Rd, [Rn, #0]	Rd=(Uhalf)MEM[Rn+ #0<<1]	/WIMM/HIMM/CIMM/RIMM		1
ULW Rd, [Rn, #0]	Rd=(Uword)MEM[Rn+ #0<<2]	/WIMM/HIMM/CIMM/RIMM		1
STRB Rd, [Rn, #0]	(byte)MEM[Rn+ #0]=Rd	/WIMM/HIMM/CIMM/RIMM		1
STRH Rd, [Rn, #0]	(half)MEM[Rn+ #0<<1]=Rd	/WIMM/HIMM/CIMM/RIMM		1
STRW Rd, [Rn, #0]	(word)MEM[Rn+ #0<<2]=Rd	/WIMM/HIMM/CIMM/RIMM		1
ULD Rd, [SP, #uimm4]	Rd=(Uword)MEM[SP+ #uimm4<<2]	/WIMM/HIMM/CIMM/		1
STR Rd, [SP, #uimm4]	(Uword)MEM[SP+ #uimm4<<2]=Rd	/WIMM/HIMM/CIMM/		1
PUSH Rd, #uimm4	（#uimm4+1）个寄存器压栈	/CIMM		#uimm4+1
POP Rd, #uimm4	（#uimm4+1）个寄存器弹栈	/CIMM		#uimm4+1

说明：

表8 程序转移指令（12条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
MJZ #uimm4	分散转移指令	WIMM/HIMM		2
CALL #simm12		/WIMM/HIMM		2
CALL Rj				2
J<cond> #simm4		/WIMM/HIMM		2
JMP Rj				2
CJZ Rd, Rj，#simm12	If (Rd^Rj)==0 then jmp	WIMM/HIMM		2
CJNZ Rd, Rj，#simm12	If (Rd^Rj)!=0 then jmp	WIMM/HIMM		2
TJZ Rd, Rj，#simm12	If (Rd&Rj)==0 then jmp	WIMM/HIMM		2
TJNZ Rd, Rj，#simm12	If (Rd&Rj)!=0 then jmp	WIMM/HIMM		2
INT #uimm8	软件中断			2
IRET	中断返回			2
RET	子程序返回			2

说明：

表9 控制指令（3条）

汇编指令	操作说明	IMM	PSW	T
SLEEP	睡眠，等待中断唤醒			1
SET PSR, #uimm4	将PSR的控制位置1		I,P,B	1
CLR PSR, #uimm4	将PSR的控制位清0		I,P,B	1

说明:

表10 立即数扩展指令（4条）

汇编指令	操作说明
WIMM #imm28	提供高28位立即数
HIMM #imm12	提供高12位立即数
RIMM Ra, Rb, Rc	提供寄存器操作数Ra, Rb, Rc
CIMM cond [E]jmp #v7	提供执行条件码cond、反条件码E和跳转矢量#v7

说明：

------------------------------------------16位指令集到这里结束-----------------------------------------

只看该作者 · 2017-5-26 12:47

请问各位大侠，有个信号量的事我有疑惑，我的XCHG指令能否满足信号量的互拆访问，大家帮我看看。

1万 · 2017-5-26 13:40

吾要单片机发表于 2017-5-26 12:47
请问各位大侠，有个信号量的事我有疑惑，我的XCHG指令能否满足信号量的互拆访问，大家帮我看看。 ...

关于信号量，你的XCHG指令如果是原子的，则没有问题。
如果你的指令可以执行到一半（XCHG REG RAM，RAM到了REG，而reg还没有到RAM，被打断了，只有打断回来后才会到RAM）则有问题。
比如变量 RAM00000800 里面为1，则表示资源被占用，需要等。如果值为0，表示资源没有被占用。
则如下代码：
REG=1;
while((REG==1)
{
XCHG(REG,RAM))
//waiting for RAM is 1 and reg is 0;
}

//using resource.
//using resource.
//using resource.

//release resouce
RAM=0;

只看该作者 · 2017-5-26 13:44

C编译器呢

1万 · 2017-5-26 13:45

刚看了，你的xchg指令不能被打断，是可以用来做信号量的。你看看linux的信号量那个文件，都是不同的cpu的汇编代码。
比如关闭中断，然后RAM中存的值读到寄存器，寄存器自增1，寄存器自增后的值存回RAM，开启中断。
再比如CM3中的bitband，来修改寄存器中的一位。

现在基本上MCU的开发厂家的环境慢慢的都切换成eclipse了，编译器GCC移植比较多一些。毕竟gcc的c语言语法和其它厂家的c略有不同，操作系统移植什么的方便。

只看该作者 · 2017-5-26 20:44

本帖最后由吾要单片机于 2017-6-3 08:21 编辑

哦，明白了，谢谢linqing171，我的XCHG指令是原子操作，读和写是一指令完成，不会被中断异常打断，如果出现访存异常，那么这条指令也是夭折的。我昨天看了openMIPS有关信号量指令，它的做法和我不同，所以我质疑了我的XCHG指令是不是可行的呢，虚惊一场而已，再次感谢linqing171。

只看该作者 · 2017-5-30 23:17

请问各位大侠，右环移指令ROR主要用在哪个场合？C语言有用到这条指令吗？

只看该作者 · 2017-6-5 18:17

本帖最后由吾要单片机于 2017-12-19 22:00 编辑

更正XCHG指令，操作数有改动，更正为XCHG Rd, [Rn], Rj
执行时间为1T，单周期完成读写操作。

1万 · 2017-6-7 17:06

吾要单片机发表于 2017-5-30 23:17
请问各位大侠，右环移指令ROR主要用在哪个场合？C语言有用到这条指令吗？

右循环移位基本没有用。我要说64bit整体右移一位，数据先存入R0R1，其中R0为低位，先清空标志位，带标志位循环右移R1，带标志位循环右移R0，这么偏门的也算么？
左循环移位用处比右的略多，但是用处也不大。
右移位高位补充0和补充最高位，均略有使用。
最多的还是左右移动 8 16 24 整8位，和无符号移动0~7位。
int A[3]; int i=1; int j=a; 的时候 ((unsigned char*)a)+(i<<2) 计算便宜地址。这些场合移位有一些，不过也都可以用算术运算来代替。

只看该作者 · 2017-6-7 23:45

本帖最后由吾要单片机于 2017-6-7 23:47 编辑

linqing171 发表于 2017-6-7 17:06
右循环移位基本没有用。我要说64bit整体右移一位，数据先存入R0R1，其中R0为低位，先清空标志位，带标 ...

我看到RICS_V指令集中没有ROR指令了，但是ARM和MIPS都有，所以我决定还是保留吧，再说这条指令也没有占用多少资源。

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