cpu/src/alu_b.vhd

   1 library IEEE;\r
   2 use IEEE.std_logic_1164.all;\r
   3 use IEEE.numeric_std.all;\r
   4 \r
   5 use work.alu_pkg.all;\r
   6 \r
   7 \r
   8 architecture behaviour of alu is\r
   9         component exec_op is\r
  10         port(\r
  11                 --System inputs\r
  12                 \r
  13                 clk : in std_logic;\r
  14                 reset : in std_logic;\r
  15                 --operation inputs\r
  16                 left_operand : in gp_register_t;\r
  17                 right_operand : in gp_register_t;\r
  18                 op_detail  : in op_opt_t;\r
  19                 alu_state  : in alu_result_rec;\r
  20                 alu_result : out alu_result_rec\r
  21         );                      \r
  22         end component exec_op;\r
  23         \r
  24         signal add_result, and_result, or_result, xor_result, shift_result : alu_result_rec;\r
  25         signal left_o, right_o : gp_register_t;\r
  26         \r
  27 begin\r
  28 \r
  29         add_inst : entity work.exec_op(add_op)\r
  30         port map(clk,reset,left_o, right_o, op_detail, alu_state, add_result);\r
  31         \r
  32         and_inst : entity work.exec_op(and_op)\r
  33         port map(clk,reset,left_o, right_o, op_detail, alu_state, and_result);\r
  34 \r
  35         or_inst : entity work.exec_op(or_op)\r
  36         port map(clk,reset,left_o, right_o, op_detail, alu_state, or_result);\r
  37 \r
  38         xor_inst : entity work.exec_op(xor_op)\r
  39         port map(clk,reset,left_o, right_o, op_detail, alu_state, xor_result);\r
  40         \r
  41         shift_inst : entity work.exec_op(shift_op)\r
  42         port map(clk,reset,left_o, right_o, op_detail, alu_state, shift_result);\r
  43 \r
  44 calc: process(left_operand, right_operand,displacement, cond, op_group, op_detail ,alu_state,and_result,add_result,or_result,xor_result,shift_result, prog_cnt,brpr, pval, pval_nxt)\r
  45         variable result_v : alu_result_rec;\r
  46         variable res_prod : std_logic;\r
  47         variable cond_met : std_logic;\r
  48         variable mem_en : std_logic;\r
  49         variable mem_op : std_logic;\r
  50         variable alu_jump : std_logic;\r
  51         variable nop     : std_logic;\r
  52         \r
  53         variable pinc_v, pwr_en_v : std_logic;\r
  54         \r
  55         variable prog_cnt_nxt : std_logic_vector(prog_cnt'range);\r
  56 begin\r
  57         result_v := alu_state;\r
  58         \r
  59         res_prod := '1';\r
  60         mem_en := '0';\r
  61     mem_op := '0';\r
  62         alu_jump := '0';\r
  63   \r
  64         left_o <= left_operand;\r
  65         right_o <= right_operand;\r
  66 \r
  67         addr <= add_result.result;\r
  68         data <= right_operand;\r
  69         \r
  70         pinc_v := '0';\r
  71         pwr_en_v := '0';\r
  72         \r
  73         paddr <= (others =>'0');\r
  74         \r
  75         result_v.result := add_result.result;\r
  76         prog_cnt_nxt := std_logic_vector(unsigned(prog_cnt)+1);\r
  77         case cond is\r
  78         when COND_NZERO =>\r
  79                 cond_met := not(alu_state.status.zero);\r
  80         when COND_ZERO =>\r
  81                 cond_met := alu_state.status.zero;\r
  82         when COND_NOFLO =>\r
  83                 cond_met := not(alu_state.status.oflo);\r
  84         when COND_OFLO =>\r
  85                 cond_met := alu_state.status.oflo;\r
  86         when COND_NCARRY =>\r
  87                 cond_met := not(alu_state.status.carry);\r
  88         when COND_CARRY =>\r
  89                 cond_met := alu_state.status.carry;\r
  90         when COND_NSIGN =>\r
  91                 cond_met := not(alu_state.status.sign);\r
  92         when COND_SIGN =>\r
  93                 cond_met := alu_state.status.sign;\r
  94         when COND_ABOVE =>\r
  95                 cond_met := not(alu_state.status.carry) and not(alu_state.status.zero);\r
  96         when COND_BEQ =>\r
  97                 cond_met := alu_state.status.carry or alu_state.status.zero;\r
  98         when COND_GEQ =>\r
  99                 cond_met := not(alu_state.status.sign xor alu_state.status.oflo);\r
 100         when COND_LT =>\r
 101                 cond_met := alu_state.status.sign xor alu_state.status.oflo;\r
 102         when COND_GT =>\r
 103                 cond_met := not(alu_state.status.zero) and not(alu_state.status.sign xor alu_state.status.oflo);\r
 104         when COND_LEQ =>\r
 105                 cond_met := alu_state.status.zero or (alu_state.status.sign xor alu_state.status.oflo);\r
 106         when COND_ALWAYS =>\r
 107                 cond_met := '1';\r
 108         when COND_NEVER =>\r
 109                 cond_met := '0';\r
 110         when others => null;\r
 111         end case;\r
 112         \r
 113         nop := (alu_state.alu_jump xnor alu_state.brpr);\r
 114         cond_met := cond_met and nop;\r
 115 \r
 116         case op_group is\r
 117         when ADDSUB_OP =>\r
 118                 result_v := add_result;\r
 119         when AND_OP =>\r
 120                 result_v := and_result;\r
 121         when OR_OP =>\r
 122                 result_v := or_result;\r
 123         when XOR_OP =>\r
 124                 result_v := xor_result;\r
 125         when SHIFT_OP =>\r
 126                 result_v := shift_result;\r
 127         when LDST_OP =>\r
 128                 res_prod := '0';\r
 129                 mem_op := '1';\r
 130                 if op_detail(IMM_OPT) = '1' then\r
 131                         result_v.result := right_operand;\r
 132                         res_prod := '1';\r
 133                         mem_op := '0';\r
 134                 end if;\r
 135                 if op_detail(ST_OPT) = '1' then\r
 136                         right_o <= displacement;\r
 137                         mem_en := '1';\r
 138                 end if;\r
 139         when JMP_OP =>\r
 140                 if op_detail(JMP_REG_OPT) = '0' then\r
 141                         left_o <= prog_cnt;\r
 142                 end if;\r
 143                 alu_jump := '1';\r
 144         when JMP_ST_OP => \r
 145                 left_o <= prog_cnt;\r
 146                 mem_en := '1';\r
 147                 alu_jump := '1';\r
 148                 mem_op := '1';\r
 149                 pinc_v := '1';\r
 150                 pwr_en_v := '1';\r
 151                 paddr <= (others =>'0');\r
 152                 \r
 153                 addr <= pval;\r
 154                 data <= prog_cnt_nxt;\r
 155                 if op_detail(RET_OPT) = '1' then\r
 156                         addr <= pval_nxt;\r
 157                         mem_en := '0';\r
 158                         pinc_v := '0';\r
 159                         res_prod := '0';\r
 160                 end if;\r
 161                 \r
 162         end case;\r
 163         \r
 164 \r
 165         result_v.status.zero := '0';\r
 166         if result_v.result = REG_ZERO then\r
 167                 result_v.status.zero := '1';\r
 168         end if;\r
 169         \r
 170         result_v.status.sign := result_v.result(gp_register_t'high);\r
 171 \r
 172         if (op_detail(NO_PSW_OPT) = '1') or (cond_met = '0') then\r
 173                 result_v.status := alu_state.status;\r
 174         end if;\r
 175         \r
 176         result_v.reg_op := not(op_detail(NO_DST_OPT)) and res_prod and cond_met;\r
 177         result_v.mem_en := mem_en and cond_met;\r
 178     result_v.mem_op := mem_op and cond_met;\r
 179         result_v.alu_jump := alu_jump and cond_met;\r
 180         result_v.brpr := brpr and nop;\r
 181         \r
 182         pwr_en_v := pwr_en_v and cond_met;\r
 183         \r
 184         if (result_v.alu_jump = '0') and (brpr = '1') then\r
 185                 result_v.result := (others => '0');\r
 186                 result_v.result(prog_cnt'range) := prog_cnt_nxt;\r
 187                 --result_v.reg_op := '1';\r
 188         end if;\r
 189 \r
 190         alu_result <= result_v;\r
 191         pinc <= pinc_v;\r
 192         pwr_en <= pwr_en_v;\r
 193         \r
 194 end process calc; \r
 195 \r
 196 end architecture behaviour;\r
 197 \r