Bu yazı serimde BT-I işlemcisinin bir üst modeli olan BT-II işlemcisinin tasarımını ve FPGA üzerinde uygulamasını yapacağım.
Serinin diğer yazılarına aşağıdaki linklerden ulaşabilirsiniz:
1.Giriş
2.İç Mimari
3.Dış Mimari
4.Program Counter
5.Stack
6.ALU
7.Registers
8.ISA
9.Instruction Decoder
10.BT-II
11.Uygulamalar
BT-II işlemcisinin özellikleri şu şekilde olacaktır:
İşlemci Mimarisi:
- 16 - Bit
- RISC
Hafıza Mimarisi:
- Von Neumann
- Little Endian
Komut seti mimarisi:
- 16 ve 32 Bitlik Tamamı SISD tabanlı
Dış Mimari:
- 16 - Bit Data yolu
- 16 - Bit Adres yolu (64Kb Adres Alanı)
BT-II'nin BT-I'den en önemli farkı 32 - Bitlik komutları da yürütebilmesidir. 32 - Bitlik komutlar sayesinde komut içinde daha büyük veriler taşınabilmektedir. BT-II işlemcisinin bir özelliği de Von Neumann mimarisinde tasarlanmış olmasıdır. BT-II'nin aritmetik ünitesi 16/8 bit toplama, 16/8 bit çıkarma işlemlerinin yanında 16x16 bit çapma işlemini de 1 cycleda yapabilmektedir. Ayrıca 16 bitlik barrel shifter sayesinde 1 cycle içinde shift işlemlerini yapabilmektedir. BT-II'nin BT-I'de olmayan bir diğer özelliği ise stack'e sahip olmasıdır. BT-II 16 tane registere sahiptir, bunlardan 13 tanesi genel amaçlı registerderdir. Geriye kalan 3 register program sayacı registeri, link registeri ve stack registeridir. Komutlar 2 ya da 3 cycleda gerçekleşir (M+E, M+M+E, M+M+(M,E)). BT-II'nin basitleştirilmiş tasarımı aşağıdadır:
