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                         instr_s.reg_src1_addr := instr_s.reg_dest_addr;
 231                         instr_s.op_detail(LOW_HIGH_OPT) := instr_s.high_low;
 232                         instr_s.op_detail(LDI_REPLACE_OPT) := instr_s.signext;
 233
 234                         if (instr_s.high_low = '1') then
 235                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := instruction(18 downto 3);
 236                                 instr_s.immediate(15 downto 0) := (others => '0');
 237                         else
 238                                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 239                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '0');
 240                         end if;
 241
 242                         if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(11) = '1') then
 243                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 244                         end if;
 245
 246                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 247                 end if;
 248
 249                 if (instr_s.opcode = "10000") then
 250                         instr_s.op_detail(HWORD_OPT) := '1';
 251                 end if;
 252
 253                 if (instr_s.opcode = "10010") then
 254                         instr_s.op_detail(BYTE_OPT) := '1';
 255                 end if;
 256         end if;
 257
 258 --      when "10000" =>         --ldh
 259 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 260 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 261 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 262 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 263 --              instr_s.signext := instruction(2);
 264 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 265
 266 --      when "10010" =>         --ldb
 267 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 268 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 269 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 270 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 271 --              instr_s.signext := instruction(2);
 272 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 273
 274 --      when "11010" =>         --ldi
 275 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 276 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 277 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 278 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 279 --              instr_s.signext := instruction(2);
 280 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 281
 282 --=================================================================
 283         if (instr_s.opcode = "01111" or instr_s.opcode = "10001" or instr_s.opcode = "10011" or instr_s.opcode = "10101") then
 284
 285         --when "01111" =>               --stw
 286                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 287                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);     -- mem addr
 288                 instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 289                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 290                 instr_s.op_detail(ST_OPT) := '1';
 291                 instr_s.op_group := LDST_OP;
 292
 293                 if (instr_s.displacement(14) = '1') then
 294                         instr_s.displacement(31 downto 15) := (others => '1');
 295                 end if;
 296
 297                 if (instr_s.opcode = "10001") then
 298                         instr_s.op_detail(HWORD_OPT) := '1';
 299                 end if;
 300
 301                 if (instr_s.opcode = "10011") then
 302                         instr_s.op_detail(BYTE_OPT) := '1';
 303                 end if;
 304
 305         end if;
 306
 307         -- ===============================================================
 308
 309         if (instr_s.opcode = "01011") then      -- stack op
 310                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 311                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 312                 instr_s.op_group := STACK_OP;
 313                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 314
 315                 case instruction(18 downto 17) is
 316                         when "00" =>
 317                                 instr_s.op_detail(PUSH_OPT) := '0';
 318
 319                         when "01" => null;
 320
 321                         when "10" => null;
 322
 323                         when "11" =>
 324                                 instr_s.op_detail(PUSH_OPT) := '1';
 325
 326                         when others => null;
 327                 end case;
 328
 329         end if;
 330
 331 --      when "10001" =>         --sth
 332 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 333 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 334 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 335
 336 --      when "10011" =>         --stb
 337 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 338 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 339 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 340
 341 --      when "10101" =>         --stx
 342 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 343 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 344 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 345
 346 --=================================================================
 347         if (instr_s.opcode = "10110" or instr_s.opcode = "10111") then
 348
 349 --      when "10110" =>         --jumpop
 350                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 351                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(22 downto 7);
 352                 instr_s.bp := instruction(1);
 353                 instr_s.jmptype := instruction(3 downto 2);
 354                 instr_s.signext := instruction(0);
 355                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 356
 357
 358                 if (instr_s.opcode = "10110") then
 359                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 360                 else
 361                         instr_s.immediate(31 downto 0) := (others => '0');
 362                         instr_s.op_detail(JMP_REG_OPT) := '1';
 363                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 364                 end if;
 365
 366                 if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(15) = '1') then
 367                         instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 368                 end if;
 369
 370                 if (instr_s.jmptype = "00") then
 371 --                      instr_s.op_detail(SUB_OPT) := not instr_s.opcode(0);
 372                         instr_s.op_group := JMP_OP;
 373                 end if;
 374
 375                 if (instr_s.jmptype = "01") then
 376                         instr_s.op_group := JMP_ST_OP;
 377                 --      instr_s.op_detail(RET_OPT) := '0';
 378                 end if;
 379
 380                 if (instr_s.jmptype = "10") then
 381                         instr_s.op_group := JMP_ST_OP;
 382                         instr_s.op_detail(RET_OPT) := '1';
 383                 end if;
 384
 385                 if (instr_s.predicates = "1111" or instr_s.jmptype = "10") then
 386                         instr_s.bp := '0';
 387                 end if;
 388         end if;
 389
 390 --      when "10111" =>         --brreg
 391 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 392 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(22 downto 7);     -- negligible
 393 --              instr_s.bp := instruction(1);                           -- negligible
 394 --              instr_s.jmptype := instruction(3 downto 2);             -- only lsb
 395 --              instr_s.signext := instruction(0);                      -- negligible
 396
 397 --=================================================================
 398         if (instr_s.opcode = "11000" or instr_s.opcode = "11001") then
 399
 400 --      when "11000" =>         --cmp
 401                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 402                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 403
 404                 if (instr_s.opcode = "11001") then
 405                         instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 406                         instr_s.signext := instruction(2);
 407
 408                         if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(15) = '1') then
 409                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 410                         end if;
 411
 412                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 413                 end if;
 414                 instr_s.op_detail(NO_DST_OPT) := '1';
 415                 instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
 416                 instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
 417
 418         end if;
 419
 420 --      when "11001" =>         --cmpi
 421 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 422 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 423 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 424
 425 --      when others => null;
 426
 427 --      end case;
 428
 429
 430
 431         instr_spl <= instr_s;
 432
 433 end process;
 434
 435 end behav_d;
 436
 437
 438 --===========================================================================
 439
 440