写在前面:本博客内容为本人老师原创,严禁任何形式的转载!本博客只允许放在博客园(.cnblogs.com),如果您在其他网站看到这篇博文,请通过下面这个唯一的合法链接转到原文! 本博客全网唯一合法URL:http://www.cnblogs.com/acm-icpcer/p/9291767.html 1.指令集设计: CPU的指令类型根据其操作的不同,可以分为下面七类. (1)计算类指令(Computational) 计算类指令用于执行算术操作,乘/除,逻辑操作和对寄存器进行移位操作.这些指令有

一点前言 多周期 CPU 相比单周期 CPU 以及流水线 CPU 实现来说其实写起来要麻烦那么一些,但是相对于流水线 CPU 和单周期 CPU 而言,多周期 CPU 除了能提升主频之外似乎并没有什么卵用,流水线 CPU 反而更有用一些.不过我的课题是多周期 CPU 那么就开始吧. 多周期 CPU 不同于单周期 CPU,多周期 CPU 指的是将整个 CPU 的执行过程分成几个阶段,每个阶段用一个时钟去完 成,然后开始下一条指令的执行,而每种指令执行时所用的时钟数不尽相同,这就是所谓的多周期CPU.

目录 写在前面 单周期cpu设计代码讲解 概念回顾 Verilog代码讲解 写在前面 欢迎转载,转载请说明出处. 单周期cpu设计代码讲解 概念回顾 一.电子计算机的部件 分为:中央处理器(cpu).内部存储器(Memory).输入/输出(I/O)设备,以及连接它们的总线(Bus).下图为图示,注意色块的区分. 二.cpu 又包括控制器(Controller)和数据通路(Data Path).下图为图示,注意色块区分. 三.控制器 分为主控(Main Control)和局控(Local Cont

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

终于有点时间了,恰好多周期的设计也已经完成,其实只想写写多周期的,无奈单周期补上才好,哈哈哈~ —————+—————黄金分割线—————+————— 首先要理解什么叫单周期CPU(与后面多周期CPU对比)单周期CPU指的是一条指令的执行在一个时钟周期内完成,然后开始下一条指令的执行,即一条指令用一个时钟周期完成. 单周期CPU的功能:能够实现一些指令功能操作.需设计的指令与格式如下: ==>算术运算指令 (1)add rd , rs, rt  (说明:以助记符表示,是汇编指令:以代码表示,是机

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

写在前面:本博客为本人原创,严禁任何形式的转载!本博客只允许放在博客园(.cnblogs.com),如果您在其他网站看到这篇博文,请通过下面这个唯一的合法链接转到原文! 本博客全网唯一合法URL:http://www.cnblogs.com/acm-icpcer/p/9289857.html (1)shift: module shift (d,sa,right,arith,sh); :] d; :] sa; input right,arith; :] sh; :] sh; always @* b

最初设计的CPU结构简单,内部不复杂.之所以制造它是为了让机器自动跑程序,算数. 早期CPU都是单周期的,人们没考虑那么多,性能啥的.就让CPU每个时钟周期跑一个指令,这些时钟周期等长.这样下来,有的指令跑完耗时长,有的指令跑完耗时短, 而CPU是走完一条指令再处理下一条的,给每个指令的时钟周期都是相同的,那么木桶原理,时钟周期肯定就是耗时最长的指令所需的时间.后来人们意识到了计算机的巨大威力,便开始专心制造更强的电子计算机.这时,为了提升CPU的速度,优化CPU的结构,有人设计了一套多周期CP

使用logisim搭建单周期CPU与添加指令 搭建 总设计 借用高老板的图,我们只需要分别做出PC.NPC.IM.RF.EXT.ALU.DM.Controller模块即可,再按图连线,最后进行控制信号的处理,一个CPU就差不多搭完了.目前支持的指令集为{addu.subu.ori.lw.sw.beq.jal.jr.nop.lui.sb.lb.sh.lh} 下面分模块逐个分析 PC 本质上就是一个32位的寄存器,这里采用的是异步复位,所以直接把reset信号连在clear口. NPC 由于我的CP

使用Verilog搭建一个单周期CPU 搭建篇 总体结构 其实跟使用logisim搭建CPU基本一致,甚至更简单,因为完全可以照着logisim的电路图来写,各个模块和模块间的连接在logisim中非常清楚.唯一改变了的只有GRF和DM要多一个input PC端口,用来display的时候输出PC值:IFU同理多了一个output PC,用来把PC的值传给GRF和DM.其他的模块我都是直接对着logisim原封不动地用Verilog重新实现了一遍.目前支持指令集{addu.subu.ori.lw

引言   不知道你是否和我有过同样的感受,<计算机组成原理>这门学科学起来如此的艰难:一节课下来,教室黑板上留下了满满的 "足迹",看上去也挺简单的,不就是 0 和 1 嘛.但这些看起来简简单单的 0 1 码却成为了我当时学习路上的绊脚石.源码.反码.补码等等等等,各种的码制转换令我一头雾水,我曾一度怀疑这就是计算机干的活儿吗?   随着后面慢慢了解<计算机组成原理>后,我愿称计算机为世界上最麻烦的电子产品.也形象的将计算机描述为一套有电源.有身体.有框架,但就

一个时钟周期执行一条指令的过程理解(单周期CPU): https://blog.csdn.net/a201577F0546/article/details/84726912 单周期CPU指的是一条指令的执行在一个时钟周期内完成,然后开始下一条指令的执行,即一条指令用一个时钟周期完成. 之所以单周期还有一个原因:无论是寄存器堆还是内存,读操作均不受时钟沿控制,只有写操作才受上升沿控制. 但是一个周期的时间长度要大于 耗时最长的指令所需时间.

单周期CPU:指令周期=CPU周期 Top模块作为数据通路 运算器中有ALU,通路寄存器(R1.R2.R3.R4),数据缓冲寄存器(鉴于书上的运算器只有R0)........... 此为ALU和通用寄存器的模块,(注意:当各个模块进行仿真时应该将其模块set as top,当进行数据通路时则如图,此图缺少数据输入缓冲寄存器) 部分代码如下 对不通发模块进行仿真后,对top仿真 部分代码

系列的上一篇计算机系统4-> 计组与体系结构1 | 基础概念与系统评估,学习了一些计算机的基础概念,将一些基本的计算机组成部分的功能和相互联系了解了一下,其中很重要的一个抽象思想就是软硬件的接口--指令集,这一篇就来具体地学习MIPS指令集. 参考资料: Computer Organization and Design the 5th Edition,即计算机组成与设计硬件软件接口第五版 课件,由于是英文且只是老师的思路,所以是辅助参考 <计算机组成原理>谭志虎,HUST(此书强推) &

一款CPU是如何设计出来的? 前面一段,我们了解了芯片的制造过程,也就是如何从沙子中提取硅.把硅切成片,在片上通过离子注入实现PN结.实现各种二极管.三极管.CMOS管.从而实现千万门级大规模集成电路的大致流程.接下来,我们继续了解一下,一款CPU是如何设计出来的.集成电路设计一般分为模拟IC设计.数字IC设计以及数模混合等.而数字IC设计,比如设计一款ARM Soc CPU芯片的基本流程如下: 1)设计芯片规格:根据需求,设计出基本的框架.功能.模块划分.有些复杂的芯片可能还需要建模.使用MA

将陆续上传本人写的新书<自己动手写处理器>(尚未出版),今天是第三篇.我尽量每周四篇 MIPS指令集架构自上世纪80年代出现后.一直在进行着更新换代,从最初的MIPS I到MIPS V,发展到可支持扩展模块的MIPS32.MIPS64系列,再到集成代码压缩技术的microMIPS32.microMIPS64.每一个MIPS ISA都是其前一个的超集,没有不论什么遗漏,仅仅有添加新的功能.       1.MIPS Ⅰ 提供载入/存储.计算.跳转.分支.协处理及其他特殊指令.该指令集架构用于最初

消息称,MIPS 指令集即将开源. eetimes 17 日报导,Wave Computing 公司表示,在明年第一季度发布最新 MIPS 指令集体系和 MIPS 最新内核 R6 的时候将开源 MIPS.MIPS 目前属于 Wave Computing,MIPS Technologies 已于今年 6 月份被 Wave Computing 收购. MIPS 是一种精简指令集(Reduced Instruction Set Computer,RISC),MIPS 在 RISC 处理器方面占有重要地

我记得这是2016春季学期搞得,参考和学习了很多别人的东西,这里小小的总结一下,逻辑性还不是太强,还需要好好整理 首先是指令集 CPU架构 外部接线架构 指令格式 机器状态自动机 这部分忘了,汗 这部分也忘了 忘了 忘了 回写逻辑 计组物理实验所用 μAi表示微地址的一个bit,i表示哪一位 上述机器的指令译码逻辑图 寄存器译码逻辑图 该机器下微程序设计示例 上述微程序地址对应指令为 关于74LS299B 一些概念解释 实现流水线CPU的关键是如何解决冲突 在我们之前的测试中可以看到,指令之间加

上一篇计算机系统5-> 计组与体系结构2 | MIPS指令集(上)| 指令系统从顶层讲解了一个指令集 / 指令系统应当具备哪些特征和工作原理.这一篇就聚焦MIPS指令集(MIPS32),看看其汇编语句和机器语言是什么样子的. 参考资料: Computer Organization and Design the 5th Edition,即计算机组成与设计硬件软件接口第五版 龙芯杯MIPS指令系统规范手册 课件,由于是英文且只是老师的思路,所以是辅助参考 <计算机组成原理>谭志虎,HUST(

一.概述 串行CPU工作流程 串行CPU的时序流程如下图所示:取指.译码.执行.回写. 其中,取指.回写是与存储器打交道:而译码与执行则是CPU内部自个儿的操作. 我们究竟想要CPU干什么?     CPU的最终目的不是计算,不是把计算结果存储在通用寄存器中.CPU的最终目的应该是按照次序不断的修改存储设备的存储内容. 利用CPU来显示,来唱歌······只有CPU把计算的结果存放在存储设备中的时候(姑且把修改特殊功能寄存器的值也看做是修改存储器的内容),才能实现这些功能.正如假设霍金有个很好的