cpu/src/decoder_b.vhd

   1 library IEEE;
   2 use IEEE.std_logic_1164.all;
   3 use IEEE.numeric_std.all;
   4
   5 use work.mem_pkg.all;
   6 use work.core_pkg.all;
   7 use work.common_pkg.all;
   8
   9
  10 architecture behav_d of decoder is
  11
  12 begin
  13
  14 split_instr: process(instruction)
  15
  16 variable instr_s : instruction_rec;
  17
  18 begin
  19
  20         instr_s.predicates := instruction(31 downto 28);
  21         instr_s.opcode := instruction(27 downto 27-OPCODE_WIDTH+1);
  22
  23         instr_s.reg_dest_addr := (others => '0');
  24         instr_s.reg_src1_addr := (others => '0');
  25         instr_s.reg_src2_addr := (others => '0');
  26
  27         instr_s.immediate := (others => '0');
  28         instr_s.jmptype := (others => '0');
  29         instr_s.high_low := '0';
  30         instr_s.fill := '0';
  31         instr_s.signext := '0';
  32         instr_s.bp := '0';
  33         instr_s.op_detail := (others => '0');
  34         instr_s.displacement := (others => '0');
  35
  36         instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
  37
  38 --      type op_info_t is (ADDSUB_OP,AND_OP,OR_OP, XOR_OP,SHIFT_OP);
  39
  40 --  special function register operations missing
  41
  42 --      case opcode is
  43 --=================================================================
  44         if (instr_s.opcode = "00000" or instr_s.opcode = "00001" or instr_s.opcode = "00100" or instr_s.opcode = "00110" or instr_s.opcode = "01000") then
  45 --      when "00000" =>         --add
  46                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  47                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  48                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  49
  50                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0); --instr_s.sreg_update;
  51
  52                 instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
  53
  54                 if (instr_s.opcode = "00000") then
  55                         instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1); --instr_s.carry;
  56                 end if;
  57
  58                 if (instr_s.opcode = "00001") then
  59                         instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
  60                         instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1); --instr_s.carry;
  61                 end if;
  62
  63                 if (instr_s.opcode = "00100") then
  64                         instr_s.op_group := AND_OP;
  65                 end if;
  66
  67                 if (instr_s.opcode = "00110") then
  68                         instr_s.op_group := OR_OP;
  69                 end if;
  70
  71                 if (instr_s.opcode = "01000") then
  72                         instr_s.op_group := XOR_OP;
  73                 end if;
  74
  75         end if;
  76 --      when "00001" =>         --sub
  77 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  78 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  79 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  80 --              instr_s.carry := instruction(1);
  81 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  82
  83
  84 --      when "00100" =>         --and
  85 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  86 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  87 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  88 --              instr_s.carry := instruction(1);                        --negligible
  89 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  90
  91 --      when "00110" =>         --or
  92 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  93 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  94 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  95 --              instr_s.carry := instruction(1);                        --negligible
  96 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  97
  98 --      when "01000" =>         --xor
  99 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 100 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 101 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
 102 --              instr_s.carry := instruction(1);                        --negligible
 103 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 104
 105 --=================================================================
 106         if (instr_s.opcode = "00010" or instr_s.opcode = "00011") then
 107
 108 --      when "00010" =>         --addi
 109                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 110                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 111                 instr_s.immediate(11 downto 0) := instruction(14 downto 3);
 112                 instr_s.signext := instruction(2);
 113
 114                 if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(11) = '1') then
 115                         instr_s.immediate(31 downto 12) := (others => '1');
 116                 end if;
 117
 118                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 119                 instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1);
 120                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 121
 122                 instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
 123
 124                 if (instr_s.opcode = "00011") then
 125                         instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
 126                 end if;
 127         end if;
 128
 129 --      when "00011" =>         --subi
 130 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 131 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 132 --              instr_s.immediate(11 downto 0) := instruction(14 downto 3);
 133 --              instr_s.signext := instruction(2);
 134 --              instr_s.carry := instruction(1);
 135 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 136
 137
 138
 139
 140 --=================================================================
 141         if (instr_s.opcode = "00101" or instr_s.opcode = "00111" or instr_s.opcode = "01001") then
 142
 143 --      when "00101" =>         --andx
 144                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 145                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 146                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 147                 instr_s.high_low := instruction(2);
 148                 instr_s.fill := instruction(1);
 149
 150                 if (instr_s.fill = '1') then
 151                         instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 152                 end if;
 153
 154                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 155                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 156
 157                 if (instr_s.opcode = "00101") then
 158                         instr_s.op_group := AND_OP;
 159                 end if;
 160
 161                 if (instr_s.opcode = "00111") then
 162                         instr_s.op_group := OR_OP;
 163                 end if;
 164
 165                 if (instr_s.opcode = "01001") then
 166                         instr_s.op_group := XOR_OP;
 167                 end if;
 168         end if;
 169
 170 --      when "00111" =>         --orx
 171 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 172 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 173 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 174 --              instr_s.high_low := instruction(2);
 175 --              instr_s.fill := instruction(1);
 176 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 177 --
 178 --      when "01001" =>         --xorx
 179 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 180 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 181 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 182 --              instr_s.high_low := instruction(2);
 183 --              instr_s.fill := instruction(1);
 184 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 185 --
 186 --=================================================================
 187         if (instr_s.opcode = "01010") then
 188
 189 --      when "01010" =>         --shift
 190                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 191                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 192                 instr_s.immediate(4 downto 0) := instruction(14 downto 10);
 193
 194                 instr_s.op_detail(RIGHT_OPT) := instruction(3);
 195                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 196                 instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1);
 197                 instr_s.op_detail(ARITH_OPT) := instruction(2);
 198                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 199
 200                 instr_s.op_group := SHIFT_OP;
 201         end if;
 202
 203 --      when "01011" =>         --stackop
 204 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 205 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 206 --              instr_s.immediate(1 downto 0) := instruction(18 downto 17);
 207 --              instr_s.left_right := instruction(3);
 208 --              instr_s.arith := instruction(2);
 209 --              instr_s.carry := instruction(1);
 210 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 211
 212 --=================================================================
 213         if (instr_s.opcode = "01110" or instr_s.opcode = "10000" or instr_s.opcode = "10010" or instr_s.opcode = "11010") then
 214
 215 --      when "01110" =>         --ldw
 216                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 217                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 218                 instr_s.signext := instruction(2);
 219                 instr_s.high_low := instruction(1);
 220                 instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 221
 222                 instr_s.op_group := LDST_OP;
 223                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 224
 225                 if (instr_s.displacement(14) = '1') then
 226                         instr_s.displacement(31 downto 15) := (others => '1');
 227                 end if;
 228
 229                 if (instr_s.opcode = "11010") then              --ldi
 230                         if (instr_s.high_low = '1') then
 231                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := instruction(18 downto 3);
 232                                 instr_s.immediate(15 downto 0) := (others => '0');
 233                         else
 234                                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 235                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '0');
 236
 237                                 --instr_s.immediate(11 downto 0) := instruction(14 downto 3);
 238                                 --instr_s.immediate(WORD_WIDTH-1 downto 12) := (others => '0');
 239                         end if;
 240
 241                         if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(11) = '1') then
 242                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 243                         end if;
 244
 245                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 246                 end if;
 247
 248                 if (instr_s.opcode = "10000") then
 249                         instr_s.op_detail(HWORD_OPT) := '1';
 250                 end if;
 251
 252                 if (instr_s.opcode = "10010") then
 253                         instr_s.op_detail(BYTE_OPT) := '1';
 254                 end if;
 255         end if;
 256
 257 --      when "10000" =>         --ldh
 258 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 259 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 260 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 261 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 262 --              instr_s.signext := instruction(2);
 263 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 264
 265 --      when "10010" =>         --ldb
 266 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 267 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 268 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 269 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 270 --              instr_s.signext := instruction(2);
 271 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 272
 273 --      when "11010" =>         --ldi
 274 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 275 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 276 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 277 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 278 --              instr_s.signext := instruction(2);
 279 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 280
 281 --=================================================================
 282         if (instr_s.opcode = "01111" or instr_s.opcode = "10001" or instr_s.opcode = "10011" or instr_s.opcode = "10101") then
 283
 284         --when "01111" =>               --stw
 285                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 286                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);     -- mem addr
 287                 instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 288                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 289                 instr_s.op_detail(ST_OPT) := '1';
 290                 instr_s.op_group := LDST_OP;
 291
 292                 if (instr_s.displacement(14) = '1') then
 293                         instr_s.displacement(31 downto 15) := (others => '1');
 294                 end if;
 295
 296                 if (instr_s.opcode = "10001") then
 297                         instr_s.op_detail(HWORD_OPT) := '1';
 298                 end if;
 299
 300                 if (instr_s.opcode = "10011") then
 301                         instr_s.op_detail(BYTE_OPT) := '1';
 302                 end if;
 303
 304         end if;
 305
 306         -- ===============================================================
 307
 308         if (instr_s.opcode = "01011") then      -- stack op
 309                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 310                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 311                 instr_s.op_group := STACK_OP;
 312                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 313
 314                 case instruction(18 downto 17) is
 315                         when "00" =>
 316                                 instr_s.op_detail(PUSH_OPT) := '0';
 317
 318                         when "01" => null;
 319
 320                         when "10" => null;
 321
 322                         when "11" =>
 323                                 instr_s.op_detail(PUSH_OPT) := '1';
 324
 325                         when others => null;
 326                 end case;
 327
 328         end if;
 329
 330 --      when "10001" =>         --sth
 331 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 332 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 333 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 334
 335 --      when "10011" =>         --stb
 336 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 337 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 338 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 339
 340 --      when "10101" =>         --stx
 341 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 342 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 343 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 344
 345 --=================================================================
 346         if (instr_s.opcode = "10110" or instr_s.opcode = "10111") then
 347
 348 --      when "10110" =>         --jumpop
 349                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 350                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(22 downto 7);
 351                 instr_s.bp := instruction(1);
 352                 instr_s.jmptype := instruction(3 downto 2);
 353                 instr_s.signext := instruction(0);
 354                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 355
 356
 357                 if (instr_s.opcode = "10110") then
 358                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 359                 else
 360                         instr_s.immediate(31 downto 0) := (others => '0');
 361                         instr_s.op_detail(JMP_REG_OPT) := '1';
 362                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 363                 end if;
 364
 365                 if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(15) = '1') then
 366                         instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 367                 end if;
 368
 369                 if (instr_s.jmptype = "00") then
 370 --                      instr_s.op_detail(SUB_OPT) := not instr_s.opcode(0);
 371                         instr_s.op_group := JMP_OP;
 372                 end if;
 373
 374                 if (instr_s.jmptype = "01") then
 375                         instr_s.op_group := JMP_ST_OP;
 376                 --      instr_s.op_detail(RET_OPT) := '0';
 377                 end if;
 378
 379                 if (instr_s.jmptype = "10") then
 380                         instr_s.op_group := JMP_ST_OP;
 381                         instr_s.op_detail(RET_OPT) := '1';
 382                 end if;
 383
 384                 if (instr_s.predicates = "1111" or instr_s.jmptype = "10") then
 385                         instr_s.bp := '0';
 386                 end if;
 387         end if;
 388
 389 --      when "10111" =>         --brreg
 390 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 391 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(22 downto 7);     -- negligible
 392 --              instr_s.bp := instruction(1);                           -- negligible
 393 --              instr_s.jmptype := instruction(3 downto 2);             -- only lsb
 394 --              instr_s.signext := instruction(0);                      -- negligible
 395
 396 --=================================================================
 397         if (instr_s.opcode = "11000" or instr_s.opcode = "11001") then
 398
 399 --      when "11000" =>         --cmp
 400                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 401                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 402
 403                 if (instr_s.opcode = "11001") then
 404                         instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 405                         instr_s.signext := instruction(2);
 406
 407                         if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(15) = '1') then
 408                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 409                         end if;
 410
 411                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 412                 end if;
 413                 instr_s.op_detail(NO_DST_OPT) := '1';
 414                 instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
 415                 instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
 416
 417         end if;
 418
 419 --      when "11001" =>         --cmpi
 420 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 421 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 422 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 423
 424 --      when others => null;
 425
 426 --      end case;
 427
 428
 429
 430         instr_spl <= instr_s;
 431
 432 end process;
 433
 434 end behav_d;
 435
 436
 437 --===========================================================================
 438
 439