Регистр инструкций

Регистр инструкций (IR) хранит текущий код операции, для обработки на декодере. Код операции загружается в IR с логики предекодирования.

Выходы на схеме слева, потому что с левой стороны топологически расположен декодер.

• IR0 и IR1 для экономии линий объединяются в одну общую линию IR01.
• IR0 используется только для 128й линейки декодера (IMPL)
• /IR5 дополнительно идёт на флаги и используется в инструкциях установки/сброса флагов (SEI/CLI, SED/CLD, SEC/CLC).

• Во время PHI1 значение IR перегружается с защелки Predecode (PD), но только если активна команда FETCH.
• Во время PHI2 IR "рефрешится".

Необходимо отметить, что на вход IR подается инвертированное значение кода операции (PD) и хранится оно на защелке также в инвертированном виде.

Сразу после включения питания значение кода операции 0xFF, так как на защелке будет 0x00.

Симуляция относительно простая и самоописательная. Программный контекст :

• Массив из 8 защелок, которые хранят текущее значение IR в инвертированной форме
• Контрольный сигнал FETCH
• Выходные значения с PD (логика предекодирования)

static  int FETCH, IR01;
static  int PD[8], _IR[8];
 
if (PHI1)
{
        // load instruction register
        if ( FETCH )
        {
            for (n=0; n<8; n++) _IR[n] = NOT (PD[n]);
        }
        IR01 = NOT(_IR[0]) | NOT(_IR[1]);
}

// ------------------
// Instruction Register (IR)
 
// Controls:
// FETCH: Load IR from PD (Predecode Latch)
 
module InstructionRegister (
    // Outputs
    IR,
    // Inputs
    PHI0, FETCH, _PD
);
 
    input PHI0, FETCH;
    input [7:0] _PD;        // Active-low!
 
    output [7:0] IR;
 
    // Clocks
    wire PHI1, PHI2;
    assign PHI1 = ~PHI0;
    assign PHI2 = PHI0;
 
    reg [7:0] IR = 8'b11111111;     // Power-up state (IR = 0xFF)
 
initial begin
    IR = 8'b11111111;       // For safety.
end
 
always @(PHI1) begin
    if (FETCH) IR = ~_PD;
end
 
endmodule   // InstructionRegister