(1.内蒙古科技信息研究所；2.内蒙古大学 计算机学院，内蒙古 呼和浩特  010000)
摘 要：文章阐述了八位简单功能cpu的设计过程，其中 包括指令集的设计、功能模块的设计，并且给出了每条指令的执行过程。最后用veriloghdl 硬件描述语言对该cpu进行了描述——用maxplusⅡ工具进行了代码设计。
关键词：八位cpu设计；veriloghdl描述；指令集；功能部件 
中图分类号：tp334.7  文献标识码：a  文章编 号：1007—6921(2008)16—0201—01

简单的cpu作为数字系统，其设计一般有三种设计方法：自底向上（bottom up）、自顶向下 （top down）和并行设计方法。①自底向上设计的主要思想是将复杂的系统逐层进行功能 块划分和描述功能块的拓扑连接，直到用底层模块或部件来描述。②自顶向下则是从系统 的需求出发，逐步将设计内容细化。③并行设计运用自底向上和自顶向下设计方法，它要 求设计者开始就考虑产品在整个生命周期的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户需 求等。自底向上和并行设计方法有许多的弊端，而自顶向下的方法便于系统级划分和项目的 管理，减少了不少不必要的麻烦，提高了设计的成功率。自顶向下的设计方法具体实施时， 首先从系统设计入手，进行功能划分和需求分析（指令集的设计），给出功能部件的划分。 
1 指令集设计

指令集是计算机硬件和软件的接口，它直接影响着cpu的结构。一个完整的计算机指令应该 能够有效地执行算术操作、逻辑操作、数据存取操作以及程序控制分支操作等。指令应该包 含三个部分：操作码、目的操作数地址和源操作数地址。

八位cpu指令集按功能分为算术运算指令、逻辑指令、数据传送指令、比较指令、访存指令 、跳转指令、i/o指令和测试指令。
2 八位cpu架构设计

八位cpu采用集中式的控制单元，取来的指令经过译码产生控制信号给其他模块使指令运行 。文章主要介绍八位cpu的功能模块划分和指令运行的过程。
2.1 功能模块的划分

八位cpu由控制器、运算器（算术逻辑单元）、指令寄存器、程序计数器、地址寄存器、数 据寄存器、启停模块和四个通用寄存器组成。
2.2 指令的执行过程

八位cpu共有17条指令。一条指令执行时：①cpu根据指令地址从存储器中读出指令来 ，传送到指令寄存