在FPGA上對OC8051IP核的修改與測試

值得注意的是，雖然Modelsim功能強大，可以方便地觀察到任何層次模塊信號的變化，但是OC8051 IP核的結(jié)構(gòu)和時序比較復(fù)雜，仍避免不了仿真時因為中間信號多所帶來的不便。因此，在仿真調(diào)試時可尋求一些簡化操作的機制?？紤]到借助數(shù)據(jù)寄存器指針DPTR和累加器A，MOVX指令可以將程序執(zhí)行過程中任何寄存器的值輸出到外部RAM中，而觀察外部RAM中的值相對容易，因而本文采用了這種機制。
2．2 具體修改方法
(1)oc805 1_ext_addr_sel模塊
讀寫外部RAM地址可以由DPTR指示，也可以由Ri指示，該模塊的主要功能是選擇讀寫外部RAM地址。通過select和write信號完成對buff和state的配置，從而完成對讀寫外部RAM地址addr_out的配置。在Modelsim環(huán)境中，執(zhí)行表1中的代碼1時，發(fā)現(xiàn)addz_out的變化總是比DPTR慢一個時鐘周期，因而其執(zhí)行結(jié)果是將5寫入地址為0的外部RAM。造成這種現(xiàn)象的原因是配置buff和state時采用了always進程，本文將該部分代碼修改為：
assign state=write；
asstgn buff=select?{8h00，ri}：{dptr_hi，dptr_lo}；
(2)oc8051_psw模塊
該模塊由一個8位標志寄存器及其控制邏輯組成，用來收集指令執(zhí)行后的有關(guān)狀態(tài)。8位寄存器的各位狀態(tài)通常是在指令執(zhí)行過程中自動形成，但也可以由用戶根據(jù)需要采用傳送指令加以改變。原設(shè)計中負責解釋傳送指令的邏輯采用if語句：
if(addr[7：3]=='OC8051_SFR_B_ACC)data_out[addr[2：O]]=cy_in；
'OC8051_SFR_B_ACC被定義為累加器A的高5位地址，用在這里顯然不對。應(yīng)該將其改為程序狀態(tài)字PSW的高5位地址'OC8051_SFR_B_PSW。
(3)oc8051_alu模塊
該模塊是一個性能極強的運算器，不但可以進行四則運算和邏輯運算，而且具有數(shù)據(jù)傳送、移位、程序轉(zhuǎn)移等功能。其中，程序轉(zhuǎn)移功能是當遇到短轉(zhuǎn)移指令SJMlE’或變址轉(zhuǎn)移指令JZ、CJNE、DJNZ等時，改變程序計數(shù)器PC的值，對應(yīng)原設(shè)計為always進程中的'OC8051_ALU_PCS分支。其代碼如下：

輸入src3為PC[15：8]，src2為PC[7；0]，src1為目標轉(zhuǎn)移地址rel。需要注意的是，rel是以立即數(shù)形式存在的，且為補碼格式(補碼數(shù)的加減法運算統(tǒng)一為加法運算)。若src1[7]=1'b1成立，則rel為一負數(shù)，對應(yīng)轉(zhuǎn)移指令是往前轉(zhuǎn)移；否則，往后轉(zhuǎn)移。當rel為負數(shù)時，原設(shè)計僅考慮了：PC[7：0]≥| rel |的情況，其對目標地址{des1，des2}的處理不全面；當PC[7：0]|rel|時，des2=src2+src1為負數(shù)，借位會對des1產(chǎn)生影響，因而應(yīng)有des1=src3-8'h1。因此，將該部分代碼修改為：

其中c是借位標志位，用來標識程序轉(zhuǎn)移時PC[7：0]對PC[15：8]的影響。