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.displacement := (others => '0');
  29         instr_s.jmptype := (others => '0');
  30         instr_s.carry := '0';
  31         instr_s.sreg_update := '0';
  32         instr_s.high_low := '0';
  33         instr_s.fill := '0';
  34         instr_s.signext := '0';
  35         instr_s.bp := '0';
  36         instr_s.arith := '0';
  37         instr_s.op_detail := (others => '0');
  38
  39 --  special function register operations missing
  40
  41 --      case opcode is
  42 --=================================================================
  43         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
  44 --      when "00000" =>         --add
  45                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  46                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  47                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  48                 instr_s.carry := instruction(1);
  49                 instr_s.sreg_update := instruction(0);
  50
  51                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0); --instr_s.sreg_update;
  52
  53                 if (instr_s.opcode = "00000") then
  54                         instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1); --instr_s.carry;
  55                 end if;
  56
  57                 if (instr_s.opcode = "00001") then
  58                         instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
  59                         instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1); --instr_s.carry;
  60                 end if;
  61         end if;
  62 --      when "00001" =>         --sub
  63 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  64 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  65 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  66 --              instr_s.carry := instruction(1);
  67 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  68
  69
  70 --      when "00100" =>         --and
  71 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  72 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  73 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  74 --              instr_s.carry := instruction(1);                        --negligible
  75 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  76
  77 --      when "00110" =>         --or
  78 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  79 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  80 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  81 --              instr_s.carry := instruction(1);                        --negligible
  82 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  83
  84 --      when "01000" =>         --xor
  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 --=================================================================
  92         if (instr_s.opcode = "00010" or instr_s.opcode = "00011") then
  93
  94 --      when "00010" =>         --addi
  95                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  96                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  97                 instr_s.immediate(11 downto 0) := instruction(14 downto 3);
  98                 instr_s.signext := instruction(2);
  99                 instr_s.carry := instruction(1);
 100                 instr_s.sreg_update := instruction(0);
 101
 102                 if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(11) = '1') then
 103                         instr_s.immediate(31 downto 12) := (others => '1');
 104                 end if;
 105
 106                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 107                 instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1);
 108                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 109
 110                 if (instr_s.opcode = "00011") then
 111                         instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
 112                 end if;
 113         end if;
 114
 115 --      when "00011" =>         --subi
 116 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 117 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 118 --              instr_s.immediate(11 downto 0) := instruction(14 downto 3);
 119 --              instr_s.signext := instruction(2);
 120 --              instr_s.carry := instruction(1);
 121 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 122
 123
 124
 125
 126 --=================================================================
 127         if (instr_s.opcode = "00101" or instr_s.opcode = "00111" or instr_s.opcode = "01001") then
 128
 129 --      when "00101" =>         --andx
 130                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 131                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 132                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 133                 instr_s.high_low := instruction(2);
 134                 instr_s.fill := instruction(1);
 135                 instr_s.sreg_update := instruction(0);
 136
 137                 if (instr_s.fill = '1') then
 138                         instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 139                 end if;
 140
 141                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 142                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 143         end if;
 144
 145 --      when "00111" =>         --orx
 146 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 147 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 148 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 149 --              instr_s.high_low := instruction(2);
 150 --              instr_s.fill := instruction(1);
 151 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 152 --
 153 --      when "01001" =>         --xorx
 154 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 155 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 156 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 157 --              instr_s.high_low := instruction(2);
 158 --              instr_s.fill := instruction(1);
 159 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 160 --
 161 --=================================================================
 162         if (instr_s.opcode = "01010" or instr_s.opcode = "01011") then
 163
 164 --      when "01010" =>         --shift
 165                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 166                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 167                 instr_s.immediate(4 downto 0) := instruction(14 downto 10);
 168                 instr_s.left_right := instruction(3);
 169                 instr_s.arith := instruction(2);
 170                 instr_s.carry := instruction(1);
 171                 instr_s.sreg_update := instruction(0);
 172
 173                 instr_s.op_detail(RIGHT_OPT) := instruction(3);
 174                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 175                 instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1);
 176                 instr_s.op_detail(ARITH_OPT) := instruction(2);
 177         end if;
 178
 179 --      when "01011" =>         --stackop
 180 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 181 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 182 --              instr_s.immediate(1 downto 0) := instruction(18 downto 17);
 183 --              instr_s.left_right := instruction(3);
 184 --              instr_s.arith := instruction(2);
 185 --              instr_s.carry := instruction(1);
 186 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 187
 188 --=================================================================
 189         if (instr_s.opcode = "01110" or instr_s.opcode = "10000" or instr_s.opcode = "10010" or instr_s.opcode = "11010") then
 190
 191 --      when "01110" =>         --ldw
 192                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 193                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 194                 instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 195                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 196                 instr_s.signext := instruction(2);
 197                 instr_s.high_low := instruction(1);
 198
 199                 if (instr_s.opcode = "11010") then
 200                         if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(11) = '1') then
 201                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 202                         end if;
 203                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 204                 end if;
 205         end if;
 206
 207 --      when "10000" =>         --ldh
 208 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 209 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 210 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 211 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 212 --              instr_s.signext := instruction(2);
 213 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 214
 215 --      when "10010" =>         --ldb
 216 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 217 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 218 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 219 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 220 --              instr_s.signext := instruction(2);
 221 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 222
 223 --      when "11010" =>         --ldi
 224 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 225 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 226 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 227 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 228 --              instr_s.signext := instruction(2);
 229 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 230
 231 --=================================================================
 232         if (instr_s.opcode = "01111" or instr_s.opcode = "10001" or instr_s.opcode = "10011" or instr_s.opcode = "10101") then
 233
 234         --when "01111" =>               --stw
 235                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 236                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);     -- mem addr
 237                 instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 238         end if;
 239
 240 --      when "10001" =>         --sth
 241 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 242 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 243 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 244
 245 --      when "10011" =>         --stb
 246 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 247 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 248 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 249
 250 --      when "10101" =>         --stx
 251 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 252 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 253 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 254
 255 --=================================================================
 256         if (instr_s.opcode = "10110" or instr_s.opcode = "10111") then
 257
 258 --      when "10110" =>         --jumpop
 259                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 260                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(22 downto 7);
 261                 instr_s.bp := instruction(1);
 262                 instr_s.jmptype := instruction(3 downto 2);
 263                 instr_s.signext := instruction(0);
 264         end if;
 265
 266 --      when "10111" =>         --brreg
 267 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 268 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(22 downto 7);     -- negligible
 269 --              instr_s.bp := instruction(1);                           -- negligible
 270 --              instr_s.jmptype := instruction(3 downto 2);             -- only lsb
 271 --              instr_s.signext := instruction(0);                      -- negligible
 272
 273 --=================================================================
 274         if (instr_s.opcode = "11000" or instr_s.opcode = "11001") then
 275
 276 --      when "11000" =>         --cmp
 277                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 278                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 279
 280                 if (instr_s.opcode = "11001") then
 281                         instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 282                         instr_s.signext := instruction(2);
 283
 284                         if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(15) = '1') then
 285                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 286                         end if;
 287
 288                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 289                 end if;
 290
 291         end if;
 292
 293 --      when "11001" =>         --cmpi
 294 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 295 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 296 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 297
 298 --      when others => null;
 299
 300 --      end case;
 301
 302
 303
 304         instr_spl <= instr_s;
 305
 306 end process;
 307
 308 end behav_d;
 309
 310
 311 --===========================================================================
 312
 313