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MIPS的31条指令集和ISE软件的单周期CPU设计与实现
资料介绍
31条指令,直接设计相当困难,但是如果仔细分析这些指令,发现它们之间有不少共同特点。除了指令系统结构本来分成的R、l、J型指令之外,在分析具体需求(如指令的源操作数、目的操作数来源,指令需要的信号和部件等)后,继续将操作与功能类似的指令分为同一类、而在同一类指令中的逻辑设计往往十分相似,仅仅是部分控制信号有区别。
在前期ALU的设计中,为了减少ALU的控制器复杂度,我们尽量简化了ALU的功能,只在原来加减法的基础上拓展了逻辑运算与比较功能,在最后的数据通路中直接实现各个移位操作。
最终的指令可以分为以下五类:
A.利用寄存器操作类:add,addu,sub,subu,and,or,xor,nor,st,sltu B.需要移位操作类:sll,srl,sra,sllv,srlv,srav C.立即数操作类:addi,addiu,andi,ori,xori,slti,sltu,lui D.利用存储器操作类:sw,w E.跳转指令类:beq,bne,ir,j,al在指令再次分类后,需要对各类指令进行逐条分析,在分析过程中可以逐渐了解所需的元器件和具体的控制信号。不用修改原来已经存在的电路图,只需要在电路图上增加所需新器件,在最后合成数据通路时仅需修改部分连接线路即可。
分析时并不考虑具体元器件内部实现细节,只关注与指令所需控制信号的生成,是控制器设计的基础。在分析过程中可能用到的符号:
rs,rt,rd 寄存器地址
(rs),(r),(rd)寄存器中内容
[A]地址为A中存储器(RAM)中的内容
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基于MIPS的31条指令集和ISE软件的单周期CPU设计与实现.pdf | 11M |
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