自制CPU（一）單周期

設(shè)計是基于MIPS指令集的單周期，多周期，流水線CPU。最終實現(xiàn)也是在FPGA板上跑了一個小程序，開發(fā)版使用的是basys3.基礎(chǔ)指令集等在此就不在為大家細說了，他人的博客已經(jīng)講述的很清晰了。代碼和數(shù)據(jù)通路均已上傳至CSDN下載頻道，大家可以自行下載。我們這里先講CPU究竟是如何進行操作的。

CPU再進行一次操作的時候?qū)嶋H上就是在指令存儲器中讀出一條指令，在取出這條指令之后，將他的前6為拆分出來，進行判別他是哪種指令。根據(jù)前六位操作碼的分類來控制數(shù)據(jù)通路中的不同部件的使能來控制數(shù)據(jù)的流向。

R型指令就是選擇將Rs和Rt作為地址訪問寄存器堆，讀出其中數(shù)據(jù)輸入至ALU的數(shù)據(jù)讀口，由func來確定ALU的運算的類型，計算結(jié)束之后再將輸出的數(shù)據(jù)寫會到寄存器堆的Rw地址對應(yīng)的存儲單元。

I型指令的基礎(chǔ)指令和R型的基本形似，只不過將數(shù)據(jù)busB改換為立即數(shù)進行零擴展后的數(shù)據(jù)操作，寫回至Rt中。I型指令的非常重要的三條指令為load（加載），store（存儲），beq（分支跳轉(zhuǎn)）。load，store指令將Rs和立即數(shù)符號擴展后相加作為內(nèi)存單元地址，load指令是將內(nèi)存單元內(nèi)容送至Rt，store是將Rt中的值送至內(nèi)存單元。beq指令是將rshert之中的數(shù)據(jù)進行比較，相等則跳轉(zhuǎn)到立即數(shù)和當前指令所處位置和1三者相加的位置。

三種指令如何操作了解了，下面設(shè)計就會很簡單，根據(jù)不同的指令的不同數(shù)據(jù)通路，讓主控單元輸出不同控制數(shù)據(jù)正常流入下一級。

講的比較簡略，如有不理解的歡迎提問或者留言。