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基于FPGA的M2M异构虚拟化系统(三)

作者:时间:2018-08-31来源:网络收藏

因为8086混合8位和16位寄存器,所以经常需要将8位寄存器移出至临时寄存器,运算完以后再从临时寄存器移入8086寄存器。这些操作比较频繁,可以将其封装成函数。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201808/388221.htm

  指令的操作码决定了进行何种运算,指令还具有各种操作数。每条指令一般都有多种操作数类型。常见的8086指令类型如下。

  

  图 40 常见8086指令类型

  以加法指令add为例。

  add reg, reg类型。根据reg位宽不一样,可分成五类:16位的一种,低8位跟高8位两两组合形成四种。

  其余类型都是在reg,reg类型的基础上。遇到reg,mem类型,先计算出内存地址,再取出内存内容将其载入到辅助寄存器,接下来就是reg,reg类型的操作。mem,reg与reg,mem类似,只是运算方向相反,最后要将结果从寄存器写回内存。遇到立即数类型,则是将立即数载入寄存器再做运算。

  4.2.11.代码执行及转移分发器

  当一个基本块翻译完以后,经上下文切换后,由MIPS环境转入8086环境,开始执行已翻译的代码块。当执行至代码块末尾时,遇到跳转指令,然后转入转移分发器进行处理。转移分发器计算跳转目标地址(8086),以此地址在跳转缓存中寻找对应的MIPS地址。如果找到了,说明跳转目标是已翻译过的,那么继续跳过去执行。如果没找到,说明目标块还没有翻译,那么先执行翻译过程,再执行翻译块。

  4.3.系统库及应用程序详细设计方案

  4.3.1.系统可用资源及其分配

  系统可用内存空间有1MB的空间。内存地址空间的分配如下图:

  

  图 46 内存分配(1M)

  系统通过wishbone开源总线,与virtex-5硬件开发板自带的键盘、鼠标和串口等外设互联。键盘的硬件接口是PS/2标准,virtex-5支持16位色液晶显示器,串口用来与其他电脑主机连接,进行通信和数据传输。

端口类型

端口地址

rs232数据端口

20000000H

rs232忙位检测

20000004H

vga显示基址

50000000H

led

70000000H

键盘

90000000H

表 1 系统常用端口及其地址

  系统库函数设计与实现

  系统最初只支持MIPS汇编语言。用MIPS汇编语言开发出俄罗斯方块游戏。这个应用程序,不仅帮助找出了硬件系统存在的一些bug,如流水线CPU中存在的数据相关和控制相关问题,指令集的功能问题,而且还验证了硬件系统与RS232串口之间的数据传输功能的正确性,以及键盘接口和显示器接口的正确性和易用性。

  系统宏定义和端口常量

  系统的内存和外设的地址空间是连续分配的。为了提高开发应用程序的过程中的设备无关性和应用程序的通用性,我们把各个端口定义为常量,供系统库和应用程序参考使用。

  unsigned int* text_base = (int *)0x000C0000;

  unsigned int* graphics_base = (int *)0x50000000; //VGA 端口

  unsigned int* ps2_base = (int *)0x90000000; //ps2键盘 端口

  unsigned int* rs232_base = (int *)0xFFFFE000;

  unsigned int* rs232_busy = (int *)0xFFFFF000;

  unsigned int* font_base = (int *)0x000C12C0; //字库 端口

  表 2 系统端口常量定义

  系统的显示器支持16位色,即R5G5B6。为了保持应用程序开发的一致性,我们定义了一些供应用程序使用的颜色常量。

  #define COLOR_WHITE 0xFFFF

  #define COLOR_BLACK 0x0000

  #define COLOR_RED 0xF800

  #define COLOR_GREEN 0x07E0

  #define COLOR_BLUE 0x001F

  #define COLOR_BROWN 0xFC00

  #define COLOR_PURPLE 0x9009

  #define COLOR_YELLOW 0xFFE0

  #define COLOR_PINK 0xF81F

  图表 3 系统常用颜色常量定义

  键盘接口函数

  checkkey函数

  原型:int checkkey();

  功能:检查键盘是否有按键被按下

  说明:有键被按下返回 1,否则返回 0

  checkandgetkey函数

  原型:int checkandgetkey(int* key);

  功能:检查键盘是否有按键被按下,并得到按键的ASCII码

  说明:有键被按下返回 1,按键的ASCII由指针 key 保存;否则返回 0

  getchar函数

  原型:int getchar();

  功能:读键

  说明:从键盘上读取一个键,并返回该键的键值

  显示器接口函数

  putpixel函数

  原型:void putpixel(int x, int y, int color);

  功能:在屏幕的指定位置上画点

  说明: (x,y)为屏幕上点坐标,指定颜色 color

  getpixel函数

  原型:int getpixel(int x, int y);

  功能:返回屏幕上指定点的状态

  说明:(x,y)为屏幕上点的坐标,如果点为清除状态返回零,否则返回非零值

  printchar函数

  原型:void printchar(int x, int y, int ch, int color);

  功能:打印给定的字符

  说明: (x,y)为起点坐标,ch 为要打印的字符的ASCII码,指定字体颜色 font_color,背景颜色

  printword函数

  原型:void printword(int x, int y, int word, int color);

  功能:打印给定的字,调试时使用

  说明: (x,y)为起点坐标,word 为要打印的字即4个字节,先打印高字节,指定颜色 color

  printnum函数

  原型:void printnum(int x, int y, int num, int color);

  功能:打印给定的数字,调试时使用

  说明: (x,y)为起点坐标,num 为要打印的数字,指定字体颜色 font_color 背景色bkg_color,目前该函数只支持 0=

  line函数

  原型:void line(int x1,int y1,int x2,int y2, int color);

  功能:在屏幕上画直线

  说明: (x1,y1)为起点坐标,(x2,y2)为终点坐标

  circle函数

  原型:void circle(int x, int y, int radius, int color);

  功能:画圆框

  说明:x和y分别为圆心的横纵坐标,radius 为半径,color 为圆边框的颜色

  circlefilled函数

  原型:void circlefilled(int x, int y, int radius, int color)

  功能:画圆,并填充

  说明:x 和 y 分别为圆心的横纵坐标,radius 为半径,color 为圆边框以及填充的的颜色该函数还有待改进

  rectangle函数

  原型:void rectangle(int left, int top, int right, int bottom, int color);

  功能:在屏幕上画一矩形边框

  说明: (left,top)指定左上角坐标,(right,bottom)指定右下角坐标,指定边框颜色color

  串口接口函数

  rs232Check函数

  原型:int rs232Check()

  功能:检查rs232是否busy

  说明: return 返回值1为忙,0为空闲

  rs232ReceiveByte

  原型:char rs232ReceiveByte()

  功能:从rs232接收一个字节,轮询方式

  说明: return 返回一个字节

  rs232SendByte

  原型:void rs232SendByte(char b)

  功能:给rs232发送一个字节

  说明: param b 要发送的字节

  LED接口函数

  _lightLeds函数

  原型:void _lightLeds(int leds);

  功能:控制LED的显示

  说明:leds的低8位有效


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