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

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

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

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

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

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

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

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.

参考计组实验测试指令 - 简书,添加了一些细节. 1.添加 bne指令 修改 ctrl.v       之后修改mipstestloopjal_sim.asm,mars dump 为 bnetest.dat   修改sccomp_tb   modelsim编译,模拟.信号添加sccomp_tb: u_ctrl -> i_bne ,npc,  pc   可见i_bne控制信号为1时,npc变为44.添加bne成功 2.添加jr指令 先看其格式.   R型指令. 故在ctrl.v如下修改.   ct

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

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

verilog实现的16位CPU设计 整体电路图 CPU状态图 idle代表没有工作,exec代表在工作 实验设计思路 五级流水线,增加硬件消耗换取时间的做法. 具体每一部分写什么将由代码部分指明. 完整代码 headfile.v 头文件定义.包含整个工程中的特殊变量定义.后文中只用到gr0到gr3部分,因此该部分没写gr4到gr7,有需要的同学请自行加上. `ifndef HEADFILE_H_ //State for CPU `define idle 1'b0 `define exec 1'

1. Microprocessor Design Principales and Practrices with VHDL  特点:电路与VHDL一一对应,比较清楚,而且还用MAX+plus进行仿真 2. VLSI概论 谢水瑞 比较简单和清楚 3. The designer's guide to VHDL 3rd Peter J.Ashenden 例子比较多 4. CPU Design : Answers to FAQ springer 5. Verilog数字系统设计-RTL综合.测试平台与验

基于Verilog HDL整数乘法器设计与仿真验证 1.预备知识 整数分为短整数,中整数,长整数,本文只涉及到短整数.短整数:占用一个字节空间,8位,其中最高位为符号位(最高位为1表示为负数,最高位为0表示为正数),取值范围为-127~127. 负数的表示方法为正值的求反又加1.例如: 8’b0000_0100; //表示值:4,正值求反为:8’b1111_1011:再加1表示为:8’b1111_1100,这样便得到了-4的表示方法为:8’b1111_1100. 同理,负值变成正值的方法为:负值

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

自定义生命周期的设计(iOS篇) 首先要确定一点,我们的App,要基于XIB文件进行编程,而不是在每个相应的ViewController里面去手动创建页面的每个控件.这样做的好处是,将页面布局与业务逻辑彻底隔离.于是我们可以把xib的绘制工作交给美工人员,而iOS程序员,主要关心的是业务逻辑. 有人会怀疑过多的xib会导致App体积变大,我曾经有专门看过ipa文件解压后的文件列表,我发现每个xib也就2k大小,而一个App最多也就七八十个xib,那么就是说共计150k大小的样子,由于是xml文本

这一节介绍表单设计器的常用控件的设计. 在前面两章节的附图中我已经给出了表单控件的两大分类:区域控件.常用控件.这里对每个分类以及分类所包含的控件的作用进行一一的介绍,因为它们很重要,是表单设计器的基本元素,更是核心组成部门. 一.区域控件,它主要包含三个类型的控件:卡片区域.表格区域.混合区域.这三个控件是我们的其他控件的容器或者叫包装器,相当于VS里面的各种Panel.它们很重要,每种区域控件的作用都不一样,能够包含的控件类型也不大一样,它们三个区域相互配合使用,可以为我们的表单提供强大的支