для этого надо дважды использовать один регистр, то есть аккумулятор.

PIC16 - почти и есть простейший.
там как раз гарвард. один аккумулятор PC и остальное память.
Ну коечно часть ее регистры спец функций.

не-не, вполне четким. Один и тот же код ляжет и туда и туда.
только в случае "самого простого процессора" никаких регистровых оптимизаций не получится. Каждая команда будет работать с памятью.
эффективность реализации тут как бы всегда роль играет, то есть для любого процессора, кто-бы его не делал.
если хочется, можно считать, что одна команда выполняется за 3 обращения к памяти (в самом простом процессоре).

только не за 3, а за 16 или 12...

а это еще почему?

Помните анекдот про бабушку у кассы?

Открыть чемодан, достать сумочку, закрыть чемодан
открыть сумочку, достать кошелек, закрыть сумочку
открыть чемодан, убрать сумочку, закрыть чемодан
открыть кошелек, достать деньги, закрыть кошелек
Открыть чемодан, достать сумочку, закрыть чемодан
открыть сумочку, убрать кошелек, закрыть сумочку
открыть чемодан, убрать сумочку, закрыть чемодан

отдать деньги в кассу

Открыть чемодан, достать сумочку, закрыть чемодан
открыть сумочку, достать кошелек, закрыть сумочку
открыть чемодан, убрать сумочку, закрыть чемодан
открыть кошелек, убрать лишние деньги, закрыть кошелек
Открыть чемодан, достать сумочку, закрыть чемодан
открыть сумочку, убрать кошелек, закрыть сумочку
открыть чемодан, убрать сумочку, закрыть чемодан

получить сдачу из кассы

Открыть чемодан, достать сумочку, закрыть чемодан
открыть сумочку, достать кошелек, закрыть сумочку
открыть чемодан, убрать сумочку, закрыть чемодан
открыть кошелек, убрать сдачу, закрыть кошелек
Открыть чемодан, достать сумочку, закрыть чемодан
открыть сумочку, убрать кошелек, закрыть сумочку
открыть чемодан, убрать сумочку, закрыть чемодан


Так же и с этим процессором
куча пересылок, чтобы ничего не потерять и не забыть по дороге

это уже слишком
в любом случае я на такой проц смотреть не захотел бы

А вообще о чем разговор-то? Влезть в альтеровские 576 ячеек? Достаточно АЛУ делать не особо развесистым, на все случаи жизни, и регистров не 128, а чуть поменьше В любом случае, софтинка сама подскажет, влезает оно, или нет.

речь то уже о 240 ячейках и изначально было сказано - скорость не важна

Если речь идет о представлении архитектуры для программиста, то, пожалуй, достаточно и одного счетчика команд (указателя инструкций), а все операнды держать в памяти (что разумно - данные лежат в памяти), адресуя их прямой или косвенной адресацией через PC (2 и 3 тип адресации, помнится, в терминах PDP-11).

Ребят вы только посмотрите на это. Это ж каким исполином духа надо быть что бы полностью на транзистороно-диодной базе собрать процессор 16 разрядный? Это кроме того что там еще и 6502 на ТТЛ логике! Какие красавцы!
http://web.whosting.ch/dieter/

да нет же!
разговор о том, что у всех процессорных архитектур есть общее, с которым можно работать.
Наиболее близкое к общему такое процессорное устройство, которое может работать с одним кортежом: operation srcA srcB dst !
любой алгоритм ляжет в такой процессор. Все остальные особенности архитектур есть развитие данного минимального ядра.
Причем в основном стараются сократить количество обращений к памяти, потому что именно память в основном ограничивает скорость.
То есть речь даже не идет, в то, во сколько ячеек оно уляжется в ПЛИС - это не важно. Важно что с таким процессором можно сравнивать эффективность всех остальных.


ну, я не говорил, что надо уж совсем не эффективно, а то действительно получится то ли 12 обращений на команду то ли 16 обращений к памяти, что уже ну совсем в ворота не пролазит.

размышления о возможном устройстве однокортежного процессора:

регистры процессора:

RegA ─ один регистр
RegB ─ второй регистр
ip ─ указатель интерпретации (указывает на следующую команду)
data ─ регистр в который читается литеральное значение из команды (может и не читаться)

flags─ флаги: переполнение, равенство нулю, знак
─────────────────────────────────────────────────
каждая команда содержит литеральное поле, именуемое data
его данные могут трактоваться как адрес и как значение
разрядность данных и разрядность адресов совпадают

в зависимости от содержимого поля флагов любая команда может быть проигнорирована

каждая команда имеет двойную длину, во второй ячейке находятся данные для cmd
в первой - команда
─────────────────────────────────────────────────

операции с АЛУ:
1) ALU(RegA,RegB) ─ mem(data)
2) ALU(RegX,data) ─ RegY
3) ALU(RegX,mem(data)) ─ RegY

пересылки:
1) mem(cmd) ─ RegY
2) data ─ RegY
3) mem(RegX) ─ RegY
4) RegX ─ mem(RegY)
5) data ─ ip
6) mem(data) ─ ip
7) mem(RegX) ─ ip
8) RegX ─ RegY ??? нужно ли ???
9) ip ─ mem(data)
────────────────────────────────────────────
формат команды: [opcode|data]
opcode состоит из следующих полей:
type - 1 bit - alu/move - тип команды алу\пересылка
flag - 3 bit - zero,sign,over - реагирование на флаг - пропуск выполнения по условию
src - 5 bit - RegA,RegB,mem,data,ip
dst - 4 bit - RegA,RegB,mem,ip
alu - 3 bit - до 8 двухоперандных команд
таким образом разрядность оператора 16 бит.
если поля mem и data не установлены, поле data в команде отсутствует

таким образом декодер только на АЛУ

ip каждый раз инкрементируется самостоятельно
──────────────────────────────────────────────
с другой стороны операции MOV можно сделать через ALU, в том смысле, что сделать
две команды АЛУ для передачи без изменений информации от каждого из входов к выходу.

и рисуночек

Ну нормально, уже можно поведенческий код писать. Я бы еще откусил один бит от флагов, и сделал там не по биту на флаг, а двоичными комбинациями. Все равно, скажем, sign и zero одновременно проверяться не будут. Аналогично с src, dest - получается one-hot кодирование, оно, конечно, очень быстро, но избыточно. Что делать, если в поле src установлены два бита сразу? Alu/move, соответственно, действительно можно заменить на формирование на выходе АЛУ одного из операндов без изменений.

а пока не понятно, что надо в АЛУ делать (то есть какие операции реализовывать) в принципе можно выделить от 8 до 16 вариантов.
кроме того большой мультиплексор можно убрать внутрь АЛУ, если сделать сквозную передачу данных через АЛУ (стоит ли?)


согласен. Может еще какой флаг упустил из виду?


а вот это контролировать должен компилятор. Формально можно и в несколько регистров писать одновременно( но это dst)
а src - всегда два источника имеется в произвольном порядке.


хочется обойтись без дешифратора команд. То есть по сути VLIW идеалогия.


ага, я про это уже сказал(в смысле спросил).

и еще вопрос. В принципе в такой архитектуре максимальный выигрыш от Гарварда, но Гарвард это лишние шины, что плохо (ну, если память не накристальная).