Это, вероятно, не редкий вопрос; Я надеюсь, что большинство инструментальных средств моделирования ЦП / машины будут включать простой пример реализации, но некоторые этого не делают.
Я не работал с ним, но Архитектура MMIX Кнута (википедия) выглядит интересно. Как и Moxie, он был создан, чтобы «проиллюстрировать аспекты программирования на уровне машин», и он проще, чем реальные машины. Он поддерживается GCC, и, похоже, в ваших усилиях можно использовать несколько симуляторов.