设计CPU的第一步,设计一个简单的逻辑运算单元ALU.同时对Verilog语言也有一定要求. 一.实验内容 如图,ALU接受两个N位的输入,得到N位的输出,通过控制信号F决定运算功能. 将ALU的输出结构与七段数码管显示模块连接,使用实验配置的NEXYS4开发板. 结构如下: 编写顶层模块top连接上述模块. 仿真,编写约束文件,生成二进制文件,在开发板上验证. 整体难度不大,主要任务就是编写ALU和top,以及约束文件. 但是这学期之前在摸鱼,这个小实验都没认真弄好...地基打不好,CPU肯定…

将陆续上传本人写的新书<自己动手写CPU>(尚未出版),今天是第17篇.我尽量每周四篇 5.4 逻辑.移位操作与空指令说明 MIPS32指令集架构中定义的逻辑操作指令有8条:and.andi.or.ori.xor.xori.nor.lui.当中ori指令已经实现了,本章要实现其余7条指令. MIPS32指令集架构中定义的移位操作指令有6条:sll.sllv.sra.srav.srl.srlv. MIPS32指令集架构中定义的空指令有2条:nop.ssnop. 当中ssnop是一种特殊类型的空操…

16位CPU多周期设计 这个工程完成了16位CPU的多周期设计,模块化设计,有包含必要的分析说明. 多周期CPU结构图 多周期CPU设计真值表 对应某一指令的情况,但仅当对应周期时才为对应的输出,不是组合逻辑 设计思路 Instruction/Data Memory: 一共有两种模式: 1. 输入8位的地址PC,输出对应内存的16位指令内容 2. 输入8位的地址Address,输出对应内存的DataMemory的内容 输入写入内容WD,当WE写入信号为真的时候,写入到地址为Address的内存里…

verilog实现的16位CPU单周期设计 这个工程完成了16位CPU的单周期设计,模块化设计,包含对于关键指令的仿真与设计,有包含必要的分析说明. 单周期CPU结构图 单周期CPU设计真值表与结构图 该CPU用到的指令集,16位8个通用寄存器 设计思路 Instruction Memory: 输入8位的PC指令,输出对应内存的16位指令 Control Unit 输入16位的指令,根据真值表,输出对应结果 Register File 输入三个地址和写入内容,写入信号,输出两个地址对应的内容 由…

计算机组成 3 指令系统体系结构 3.6 MIPS指令简介 MIPS秉承着指令数量少,指令功能简单的设计理念.那这样的设计理念是如何实现的呢?在这一节,我们就将来分析MIPS指令的特点. 相比于X86指令所提供的动辄上千页的指令说明,MIPS指令只用这两页纸就可以说清楚了. MIPS指令的基本格式就分为这三种:R型,I型和J型. R型指的是寄存器型: I型指的是立即数型: J型指的是转移型. 我们用这张表对MIPS的指令进行不同纬度的分类,横轴是按照指令的格式分为R型.I型和J型,纵轴则是根据指…

华中科技大学 - 计算机组成原理 华中科技大学 - 计算机硬件系统设计 Microprocessor without Interlocked Pipleline Stages 无内部互锁流水级的微处理器 属于RISC MIPS指令格式 R型指令 6 bits 5 bits 5 bits 5 bits 5 bits 6 bits 000000 Rs Rt Rd shamt funct 第一源操作数 第二源操作数 目标操作数,保存结果 在移位指令中使用 指定指令的具体功能 三寄存器R型指令 add…

verilog简易实现CPU的Cache设计 该文是基于博主之前一篇博客http://www.cnblogs.com/wsine/p/4661147.html所增加的Cache,相同的内容就不重复写了,可点击链接查看之前的博客. Cache结构 采用的是2-way,循环5遍的测试方式,和书本上一致,4个set Cache设计 首先在PCPU模块里面增加寄存器 在流水线MEM那一阶段如果是STROE或者LOAD指令更新cache 采取的替换策略是FIFO策略,在cache上面增加了一个位U 整个c…

QtSpim实现MIPS指令的编写 由于各种对齐问题,cnblogs的格式难以控制,故贴图片,谅解.…

1.MIPS寻址方式 MIPS架构的寻址模式有寄存器寻址.立即数寻址.寄存器相对寻址和PC相对寻址4种,其中寄存器相对寻址.PC相对寻址介绍如下: 1.1.寄存器相对寻址 这种寻址模式主要被加载/存储指令使用,其对一个16位的立即数进行符号扩展,然后与指定通用寄存器的值相加,从而得到有效地址. 通用寄存器GRP   +   16位立即数做符号扩展      =       有效地址 1.2.PC相对寻址 这种寻址模式主要被转移指令使用.在转移指令中有一个16位的立即数,将其左移2位并进行符号扩展…

最近对学习的掌控可能出现了问题,左支右绌,p2挂了,p2.p3.p4.p5每周在计组花的连续时间少了很多,学习到的东西也少了很多,流水线都还没真正开始写,和别人比落后了一大截,随笔自然就荒废了,我得尽快调整状态,下决心只要学不死,就往死里学,尽快迎头赶上鸭!! 由于p4断断续续做的,现在临考前来总结一下p4,顺便恢复一下记忆,对Verilog命名规范.p4设计CPU技巧.实现细节等等进行初步总结,如有不对烦请指正. 一.Verilog设计单周期CPU流程 由于p3和理论部分我们已经掌握了单周期C…