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         instr_s.int := '0';
  36
  37         instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
  38
  39 --      type op_info_t is (ADDSUB_OP,AND_OP,OR_OP, XOR_OP,SHIFT_OP);
  40
  41 --  special function register operations missing
  42
  43 --      case opcode is
  44 --=================================================================
  45         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
  46 --      when "00000" =>         --add
  47                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  48                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  49                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  50
  51                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0); --instr_s.sreg_update;
  52
  53                 instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
  54
  55                 if (instr_s.opcode = "00000") then
  56                         instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1); --instr_s.carry;
  57                 end if;
  58
  59                 if (instr_s.opcode = "00001") then
  60                         instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
  61                         instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1); --instr_s.carry;
  62                 end if;
  63
  64                 if (instr_s.opcode = "00100") then
  65                         instr_s.op_group := AND_OP;
  66                 end if;
  67
  68                 if (instr_s.opcode = "00110") then
  69                         instr_s.op_group := OR_OP;
  70                 end if;
  71
  72                 if (instr_s.opcode = "01000") then
  73                         instr_s.op_group := XOR_OP;
  74                 end if;
  75
  76         end if;
  77 --      when "00001" =>         --sub
  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);
  82 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  83
  84
  85 --      when "00100" =>         --and
  86 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  87 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  88 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  89 --              instr_s.carry := instruction(1);                        --negligible
  90 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  91
  92 --      when "00110" =>         --or
  93 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
  94 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
  95 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
  96 --              instr_s.carry := instruction(1);                        --negligible
  97 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
  98
  99 --      when "01000" =>         --xor
 100 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 101 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 102 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(14 downto 11);
 103 --              instr_s.carry := instruction(1);                        --negligible
 104 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 105
 106 --=================================================================
 107         if (instr_s.opcode = "00010" or instr_s.opcode = "00011") then
 108
 109 --      when "00010" =>         --addi
 110                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 111                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 112                 instr_s.immediate(11 downto 0) := instruction(14 downto 3);
 113                 instr_s.signext := instruction(2);
 114
 115                 if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(11) = '1') then
 116                         instr_s.immediate(31 downto 12) := (others => '1');
 117                 end if;
 118
 119                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 120                 instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1);
 121                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 122
 123                 instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
 124
 125                 if (instr_s.opcode = "00011") then
 126                         instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
 127                 end if;
 128         end if;
 129
 130 --      when "00011" =>         --subi
 131 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 132 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 133 --              instr_s.immediate(11 downto 0) := instruction(14 downto 3);
 134 --              instr_s.signext := instruction(2);
 135 --              instr_s.carry := instruction(1);
 136 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 137
 138
 139
 140
 141 --=================================================================
 142         if (instr_s.opcode = "00101" or instr_s.opcode = "00111" or instr_s.opcode = "01001") then
 143
 144 --      when "00101" =>         --andx
 145                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 146                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 147                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 148                 instr_s.high_low := instruction(2);
 149                 instr_s.fill := instruction(1);
 150
 151                 if (instr_s.fill = '1') then
 152                         instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 153                 end if;
 154
 155                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 156                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 157
 158                 if (instr_s.opcode = "00101") then
 159                         instr_s.op_group := AND_OP;
 160                 end if;
 161
 162                 if (instr_s.opcode = "00111") then
 163                         instr_s.op_group := OR_OP;
 164                 end if;
 165
 166                 if (instr_s.opcode = "01001") then
 167                         instr_s.op_group := XOR_OP;
 168                 end if;
 169         end if;
 170
 171 --      when "00111" =>         --orx
 172 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 173 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 174 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 175 --              instr_s.high_low := instruction(2);
 176 --              instr_s.fill := instruction(1);
 177 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 178 --
 179 --      when "01001" =>         --xorx
 180 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 181 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 182 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 183 --              instr_s.high_low := instruction(2);
 184 --              instr_s.fill := instruction(1);
 185 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 186 --
 187 --=================================================================
 188         if (instr_s.opcode = "01010") then
 189
 190 --      when "01010" =>         --shift
 191                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 192                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 193                 instr_s.immediate(4 downto 0) := instruction(14 downto 10);
 194
 195                 instr_s.op_detail(RIGHT_OPT) := instruction(3);
 196                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := instruction(0);
 197                 instr_s.op_detail(CARRY_OPT) := instruction(1);
 198                 instr_s.op_detail(ARITH_OPT) := instruction(2);
 199                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 200
 201                 instr_s.op_group := SHIFT_OP;
 202         end if;
 203
 204 --      when "01011" =>         --stackop
 205 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 206 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 207 --              instr_s.immediate(1 downto 0) := instruction(18 downto 17);
 208 --              instr_s.left_right := instruction(3);
 209 --              instr_s.arith := instruction(2);
 210 --              instr_s.carry := instruction(1);
 211 --              instr_s.sreg_update := instruction(0);
 212
 213 --=================================================================
 214         if (instr_s.opcode = "01110" or instr_s.opcode = "10000" or instr_s.opcode = "10010" or instr_s.opcode = "11010") then
 215
 216 --      when "01110" =>         --ldw
 217                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 218                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 219                 instr_s.signext := instruction(2);
 220                 instr_s.high_low := instruction(1);
 221                 instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 222
 223                 instr_s.op_group := LDST_OP;
 224                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 225
 226                 if (instr_s.displacement(14) = '1') then
 227                         instr_s.displacement(31 downto 15) := (others => '1');
 228                 end if;
 229
 230                 if (instr_s.opcode = "11010") then              --ldi
 231                         instr_s.reg_src1_addr := instr_s.reg_dest_addr;
 232                         instr_s.op_detail(LOW_HIGH_OPT) := instr_s.high_low;
 233                         instr_s.op_detail(LDI_REPLACE_OPT) := instr_s.signext;
 234
 235                         if (instr_s.high_low = '1') then
 236                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := instruction(18 downto 3);
 237                                 instr_s.immediate(15 downto 0) := (others => '0');
 238                         else
 239                                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 240                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '0');
 241                         end if;
 242
 243                         if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(11) = '1') then
 244                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 245                         end if;
 246
 247                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 248                 end if;
 249
 250                 if (instr_s.opcode = "10000") then
 251                         instr_s.op_detail(HWORD_OPT) := '1';
 252                 end if;
 253
 254                 if (instr_s.opcode = "10010") then
 255                         instr_s.op_detail(BYTE_OPT) := '1';
 256                 end if;
 257         end if;
 258
 259 --      when "10000" =>         --ldh
 260 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 261 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 262 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 263 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 264 --              instr_s.signext := instruction(2);
 265 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 266
 267 --      when "10010" =>         --ldb
 268 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 269 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 270 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 271 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 272 --              instr_s.signext := instruction(2);
 273 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 274
 275 --      when "11010" =>         --ldi
 276 --              instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 277 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);
 278 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 279 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 280 --              instr_s.signext := instruction(2);
 281 --              instr_s.high_low := instruction(1);
 282
 283 --=================================================================
 284         if (instr_s.opcode = "01111" or instr_s.opcode = "10001" or instr_s.opcode = "10011" or instr_s.opcode = "10101") then
 285
 286         --when "01111" =>               --stw
 287                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 288                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(18 downto 15);     -- mem addr
 289                 instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 290                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 291                 instr_s.op_detail(ST_OPT) := '1';
 292                 instr_s.op_group := LDST_OP;
 293
 294                 if (instr_s.displacement(14) = '1') then
 295                         instr_s.displacement(31 downto 15) := (others => '1');
 296                 end if;
 297
 298                 if (instr_s.opcode = "10001") then
 299                         instr_s.op_detail(HWORD_OPT) := '1';
 300                 end if;
 301
 302                 if (instr_s.opcode = "10011") then
 303                         instr_s.op_detail(BYTE_OPT) := '1';
 304                 end if;
 305
 306         end if;
 307
 308         -- ===============================================================
 309
 310         if (instr_s.opcode = "01011") then      -- stack op
 311                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 312                 instr_s.reg_dest_addr := instruction(22 downto 19);
 313                 instr_s.op_group := STACK_OP;
 314                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 315                 instr_s.op_detail(PWREN_OPT) := '1';
 316
 317                 case instruction(18 downto 17) is
 318                         when "00" => --pop
 319                                 instr_s.op_detail(PUSH_OPT) := '0';
 320
 321                         when "01" => --disc
 322                                 instr_s.op_detail(PUSH_OPT) := '0';
 323                                 instr_s.op_detail(NO_DST_OPT) := '1';
 324
 325                         when "10" => --fetch
 326                                 instr_s.op_detail(PUSH_OPT) := '0';
 327                                 instr_s.op_detail(PWREN_OPT) := '0';
 328
 329                         when "11" => --push
 330                                 instr_s.op_detail(PUSH_OPT) := '1';
 331
 332                         when others => null;
 333                 end case;
 334
 335         end if;
 336
 337 --      when "10001" =>         --sth
 338 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 339 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 340 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 341
 342 --      when "10011" =>         --stb
 343 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 344 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 345 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 346
 347 --      when "10101" =>         --stx
 348 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 349 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 350 --              instr_s.displacement(14 downto 0) := instruction(14 downto 0);
 351
 352 --=================================================================
 353         if (instr_s.opcode = "10110" or instr_s.opcode = "10111") then
 354
 355 --      when "10110" =>         --jumpop
 356                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 357                 instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(22 downto 7);
 358                 instr_s.bp := instruction(1);
 359                 instr_s.jmptype := instruction(3 downto 2);
 360                 instr_s.signext := instruction(0);
 361                 instr_s.op_detail(NO_PSW_OPT) := '1';
 362                 instr_s.op_detail(DIRECT_JUMP_OPT) := instruction(4);
 363                 instr_s.int := instruction(4);
 364
 365                 if (instr_s.opcode = "10110") then
 366                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 367                 else
 368                         instr_s.immediate(31 downto 0) := (others => '0');
 369                         instr_s.op_detail(JMP_REG_OPT) := '1';
 370                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 371                 end if;
 372
 373                 if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(15) = '1') then
 374                         instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 375                 end if;
 376
 377                 case instr_s.jmptype is
 378                         when "00" =>
 379                                 instr_s.op_group := JMP_OP;
 380
 381                         when "01" =>
 382                                 instr_s.op_group := JMP_ST_OP;
 383
 384                         when "10" =>
 385                                 instr_s.op_group := JMP_ST_OP;
 386                                 instr_s.op_detail(RET_OPT) := '1';
 387
 388                         when "11" =>
 389                                 instr_s.op_group := JMP_OP;
 390                                 instr_s.op_detail(JMP_REG_OPT) := '1';
 391                                 instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 392                                 instr_s.immediate := (others => '0');
 393
 394                         when others => null;
 395                 end case;
 396
 397 --              if (instr_s.jmptype = "00") then
 398 ----                    instr_s.op_detail(SUB_OPT) := not instr_s.opcode(0);
 399 --                      instr_s.op_group := JMP_OP;
 400 --              end if;
 401 --
 402 --              if (instr_s.jmptype = "01") then
 403 --                      instr_s.op_group := JMP_ST_OP;
 404 --              --      instr_s.op_detail(RET_OPT) := '0';
 405 --              end if;
 406 --
 407 --              if (instr_s.jmptype = "10") then
 408 --                      instr_s.op_group := JMP_ST_OP;
 409 --                      instr_s.op_detail(RET_OPT) := '1';
 410 --              end if;
 411 --
 412 --              if (instr_s.jmptype = "11") then
 413 --                      instr_s.op_group := JMP_OP;
 414 --                      instr_s.op_detail(JMP_REG_OPT) := '1';
 415 --                      instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 416 --                      instr_s.immediate := (others => '0');
 417 --              end if;
 418
 419                 if (instr_s.predicates = "1111" or instr_s.jmptype = "10") then
 420                         instr_s.bp := '0';
 421                 end if;
 422         end if;
 423
 424 --      when "10111" =>         --brreg
 425 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);     -- register value
 426 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(22 downto 7);     -- negligible
 427 --              instr_s.bp := instruction(1);                           -- negligible
 428 --              instr_s.jmptype := instruction(3 downto 2);             -- only lsb
 429 --              instr_s.signext := instruction(0);                      -- negligible
 430
 431 --=================================================================
 432         if (instr_s.opcode = "11000" or instr_s.opcode = "11001") then
 433
 434 --      when "11000" =>         --cmp
 435                 instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 436                 instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 437
 438                 if (instr_s.opcode = "11001") then
 439                         instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 440                         instr_s.signext := instruction(2);
 441
 442                         if (instr_s.signext = '1' and instr_s.immediate(15) = '1') then
 443                                 instr_s.immediate(31 downto 16) := (others => '1');
 444                         end if;
 445
 446                         instr_s.op_detail(IMM_OPT) := '1';
 447                 end if;
 448                 instr_s.op_detail(NO_DST_OPT) := '1';
 449                 instr_s.op_group := ADDSUB_OP;
 450                 instr_s.op_detail(SUB_OPT) := '1';
 451
 452         end if;
 453
 454 --      when "11001" =>         --cmpi
 455 --              instr_s.reg_src1_addr := instruction(22 downto 19);
 456 --              instr_s.reg_src2_addr := instruction(18 downto 15);
 457 --              instr_s.immediate(15 downto 0) := instruction(18 downto 3);
 458
 459 --      when others => null;
 460
 461 --      end case;
 462
 463
 464
 465         instr_spl <= instr_s;
 466
 467 end process;
 468
 469 end behav_d;
 470
 471
 472 --===========================================================================
 473
 474