ステート(E1)以降は、命令によって取りうる状態が異なります。以下のように 記述することで、文字列で状態を取り扱うことができます。
// // State // `define HALTING 8'b00000000 // HALT `define V0 8'b00000001 // RESET `define V1 8'b00000011 // Vector Start `define V2 8'b00000111 `define F1 8'b00001111 // Instruction Fetch `define F2 8'b00001110 `define F3 8'b00001100 `define DEC 8'b00001000 // Decode `define LDD_1 8'b00010000 // Load Direct `define LDD_2 8'b00010001 `define LDD_3 8'b00010011 `define STD_1 8'b00010111 // Store Direct `define STD_2 8'b00011111 `define STD_3 8'b00011110 `define STD_4 8'b00011100 `define CALL_1 8'b00100000 // Call `define CALL_2 8'b00100001 `define CALL_3 8'b00100011 `define CALL_4 8'b00100111 `define CALL_5 8'b00101111 `define JP_1 8'b00110000 // Jump and Branch `define HALT_1 8'b00110001 `define NOP_1 8'b00110111 `define BIOP_IMM_1 8'b00111111 // Binary Operations (Immediate) `define BIOP_IDX_1 8'b01000000 // Binary Operations (Indexed) `define BIOP_IDX_2 8'b01000001 `define BIOP_IDX_3 8'b01000011 `define INC_DEC_MV 8'b01010000 // INC, DEC, MV (Register Indirect) `define MONO_1 8'b01010111 // Unary Operations (Inherent) `define LDI_1 8'b01100000 // Load Immediate `define LDX_1 8'b01100001 // Load Indexed `define LDX_2 8'b01100011 `define LDX_3 8'b01100010 `define STX_1 8'b01110000 // Store Indexed `define STX_2 8'b01110001 `define STX_3 8'b01110011 `define STX_4 8'b01110111 `define IN_1 8'b10000000 // In `define IN_2 8'b10000001 `define IN_3 8'b10000011 `define OUT_1 8'b10000111 // Out `define OUT_2 8'b10001111 `define OUT_3 8'b10001110 `define OUT_4 8'b10001100 `define POP_1 8'b10010000 // Pop `define POP_2 8'b10010001 `define POP_3 8'b10010011 `define PUSH_1 8'b10100000 // Push `define PUSH_2 8'b10100001 `define PUSH_3 8'b10100011 `define PUSH_4 8'b10100111 `define RET_1 8'b10110000 // Ret `define RET_2 8'b10110001 `define RET_3 8'b10110011 `define RET_4 8'b10110111
次にオペレーションコードの定義を行います。この記述を行っておくと、命令 の識別を０と１の並びでなく文字列として扱えるので便利です。記述例を以下 に示します。"opcode.v" の様なファイル名でセーブし include で参照すれば 良いでしょう。
// // Instruction Code // `define OP_4 IR[15:12] // 4 bits OP code Field `define IR_LDD 4'b0000 `define IR_STD 4'b0001 `define IR_CALL 4'b0010 `define IR_JP 4'b0011 `define IR_JPC 4'b0100 `define IR_JPZ 4'b0101 `define IR_JPS 4'b0110 `define IR_JPV 4'b0111 `define OP_6 IR[15:10] // 6 bits OP code Field `define IR_ADD 6'b100000 `define IR_SUB 6'b100001 `define IR_INC 6'b100010 `define IR_DEC 6'b100011 `define IR_OR 6'b100100 `define IR_EOR 6'b100101 `define IR_AND 6'b100110 `define IR_NOT 6'b100111 `define IR_LSL 6'b101000 `define IR_ASL 6'b101001 `define IR_LSR 6'b101010 `define IR_ASR 6'b101011 `define IR_ROL 6'b101100 `define IR_ROR 6'b101101 `define IR_SWP 6'b101111 `define IR_LD 6'b110000 `define IR_ST 6'b110001 `define IR_IN 6'b110010 `define IR_OUT 6'b110011 `define IR_POP 6'b110100 `define IR_PUSH 6'b110101 `define IR_RET 6'b111000 `define IR_MV 6'b111100 `define IR_HALT 6'b111110 `define IR_NOP 6'b111111 `define OP_M IR[9:8] // Addressing Mode Field `define IMM 2'b01 // Immediate `define IDX 2'b10 // Indexed `define OP_A IR[13:10] // ALU Code Field `define OP_D IR[3:2] // Destination Register Field `define OP_S IR[1:0] // Source Register Field `define RD_ACC 2'b00 // Register Code `define RD_SP 2'b01 `define RD_IXR 2'b10 `define RD_PC 2'b11
次は、 ステートの記述 についてみていきます。