由于要對(duì)實(shí)現(xiàn)帶進(jìn)位CF的移位并在移位操作后對(duì)CF進(jìn)行設(shè)置，在一般情況下這需要CPU的控制單元提供多周期指令節(jié)拍來實(shí)現(xiàn)。在本設(shè)計(jì)中，將 Abus和Bbus輸入鎖存器設(shè)計(jì)為能根據(jù)不同的指令實(shí)現(xiàn)清0和帶CF左移一位或右移一位的操作，以便為移位做好數(shù)據(jù)上的準(zhǔn)備，使輸入數(shù)據(jù)的0～32位移位能在一個(gè)指令周期內(nèi)完成。對(duì)不同的指令具體設(shè)置情況如圖8所示。圖中CF表示為進(jìn)位標(biāo)志位;len為操作數(shù)長度(如32位數(shù)據(jù)); n為移位數(shù);DATA表示輸入鎖存輸出的數(shù)據(jù)為操作數(shù)據(jù)本身; 0表示輸入鎖存輸出的數(shù)據(jù)為0;CF：DATA(-1)表示輸入鎖存輸出的數(shù)據(jù)為操作數(shù)帶CF右移一位;DATA(-1)：CF表示輸入鎖存輸出的數(shù)據(jù)為操作數(shù)帶CF左移一位;SIGN_EXT表示輸入鎖存輸出的數(shù)據(jù)為操作數(shù)帶符號(hào)擴(kuò)展。橫線下為移位前Abus和Bbus鎖存器中數(shù)據(jù)預(yù)處理完后的格式，橫線上方位移位完成后數(shù)據(jù)輸出及進(jìn)位CF所處位置。

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　　例：RCL AX , CL 指令

　　設(shè)AX=0001H , CL="3" , CF=1

　　Abus鎖存器輸出數(shù)據(jù)為操作數(shù)本0001H;

　　Bbus鎖存器輸出的數(shù)據(jù)為操作數(shù)帶CF右移一位為1000H;

　　在輸出中，CF在輸出結(jié)果的最左端為0。

　　5 驗(yàn)證及結(jié)論

　　通過verilog的行為仿真及starsim的時(shí)序仿真顯示，性能完全符合要求。對(duì)比INTEL X86指令集中移位類指令標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行周期為4～7個(gè)機(jī)器周期，本設(shè)計(jì)移位類指令平均執(zhí)行時(shí)間為2個(gè)指令周期，因此大大提高了移位類指令執(zhí)行效率。移位寄存器作為CPU中執(zhí)行單元的專用硬件，其性能的好壞直接影響到CPU處理移位類指令的速度和效率。本文采用的矩陣-樹狀結(jié)構(gòu)移位寄存器，配合指令預(yù)處理技術(shù)，能有效實(shí)現(xiàn)32位數(shù)據(jù)的移位操作，并兼容INTEL X86系列的所有移位類指令還可作為通用硬件方便地移植到其他指令級(jí)別的CPU設(shè)計(jì)之中。