借用这方宝地，介绍全新自主指令集----酷能ISA

只看该作者 · 2021-3-10 12:49

本帖最后由吾要单片机于 2021-4-24 10:36 编辑

#申请原创#

美国人推出RISC-V已经有超过10年，如果从RISC-I算起，伯克利大学搞RISC指令集有40年的历史了，也谈不上什么创新，至于为什么近两年火起来是因为大家不满X86/ARM的垄断。但是不管是X86/ARM还是RISC-V，说白了，我们只是换在另一个屋檐下生火做饭而已，我们对RISC-V没有任何话语权和发展权。我们国家应该勇敢地打破这种被动局面，鼓起勇气推出自主的ISA，利用举国体制的优势强力推广。本酷能指令集可能是候选者之一，是基于本人的3项专利设计，具体资料见附件

酷能处理器架构V1p0.pdf (1.61 MB) 。

只看该作者 · 2021-3-10 15:49

本帖最后由吾要单片机于 2021-3-10 17:13 编辑

本酷能指令集属于RISC架构，它包含有16位指令集(93条指令)和32位指令集(94条指令)，这16位指令集和32位指令集是相互独立的，自成一体，这和ARM的Thumb-2有所不同。为了简化译码器电路，本指令系统设定：一个CPU只支持一套指令集，16位指令集预计用于嵌入式（即MCU）领域，而32位指令集预计用于通用CPU领域，这是因为在现实应用中，用于MCU的程序不太可能直接用于通用CPU，反之亦然，这两个领域的软件生态是相互独立，所以没有必要实现一个CPU同时支持两套指令集。
酷能32位指令集的技术特点：
   1、所有指令可寻址的通用寄存器为32个，即R0---R31（其中R0为零寄存器）。
   2、可以携带32位的立即数，这一优势是其他32位指令集不能比拟的，指令更接近高级语言。
   3、访存指令LOAD/STORE寻址方式灵活多样，支持的偏移量offset = simm16、simm32或通用寄存器(注明: STORE指令不能使用通用寄存器作为偏移量) 。
   4、一条指令即可实现比较（或测试）运算和条件分支操作，比较（或测试）的对象既可以是寄存器，也可以是立即数。
   5、许多数据处理指令可以附加无条件跳转功能。
   6、无延时槽指令。
   7、CALL  imm指令的段内跳转范围是512MB。
酷能16位指令集的技术特点：
   1、所有指令可寻址的通用寄存器为16个，即R0---R15（其中R0为零寄存器），这比其它16位指令集多一倍，为程序提供更多的寄存器变量空间，能够减少访存操作，有利于提高效率。
   2、可以携带16位或32位的立即数，这一优势是其他16位指令集不能比拟，指令更接近高级语言。
   3、访存指令LOAD/STORE寻址方式灵活多样，支持的偏移量offset = 0、simm16、simm28或通用寄存器(注明: STORE指令不能使用通用寄存器作为偏移量)。
   4、无延时槽指令。
   5、CALL  imm指令的段内跳转范围是1GB。
本指令集是属于可变长度指令集，16位指令集的长度规格有3种（即16位、32位和48位），32位指令集的长度规格有2种（即32位和64位）。
本指令集所有子程序的起始地址都是字对齐，子程序返回指令（RET  imm）包含有栈平衡（回溯）操作：SP = SP + imm。
本指令集架构只有访存指令才能进行访存操作，且支持非对齐访存，仅支持小端模式，栈段内的自动变量都是双字对齐。

只看该作者 · 2021-3-10 16:06

寄存器组

只看该作者 · 2021-3-10 16:09

我花了差不多3年的时间才达到这个效果。欢迎大家讨论、指正！

只看该作者 · 2021-3-10 16:12

寄存器

只看该作者 · 2021-3-10 16:14

寄存器

只看该作者 · 2021-3-10 16:15

立即数扩展

只看该作者 · 2021-3-10 16:16

特点

只看该作者 · 2021-3-10 16:18

中断系统

只看该作者 · 2021-3-10 16:19

协处理器

只看该作者 · 2021-3-10 16:20

代码密度

只看该作者 · 2021-3-10 17:05

本帖最后由吾要单片机于 2021-3-10 17:07 编辑

特别需要说明的是，之前我在21IC论坛和EETOP论坛也发布有酷能指令集的资料，但是经过一段时间的思考和改进，本酷能指令集已经进化到现在这个效果，所以在这之前发布的资料应该作废，以后讨论将以这次发布的资料为准！希望大家踊跃讨论，说说你们的想法！