计算机组成与设计实验二：单周期CPU设计

2023-09-16 00:20| 来源: 网络整理| 查看: 265

此为中山大学17级计算机组成与设计实验课题。为不影响老师的教学，本文已经删去所有实现代码，完整含代码版本将在本学期结束时发布在我的个人博客https://wu-kan.cn/_posts/2018-11-23-单周期CPU设计/

实验目的掌握单周期CPU数据通路图的构成、原理及其设计方法；掌握单周期CPU的实现方法，代码实现方法；认识和掌握指令与CPU的关系；掌握测试单周期CPU的方法。实验内容

设计一个单周期CPU，该CPU至少能实现以下指令功能操作，指令与格式如下。

算术运算指令 add rd rs rt 000000rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved

功能：rd←rs + rt；reserved为预留部分，即未用，一般填“0”。

sub rd rs rt 000001rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved

功能：rd←rs - rt。

addiu rt rs immediate 000010rs(5位)rt(5位)immediate(16位)

功能：rt←rs + (sign-extend)immediate；immediate符号扩展再参加“加”运算。

逻辑运算指令 andi rt rs immediate 010000rs(5位)rt(5位)immediate(16位)

功能：rt←rs & (zero-extend)immediate；immediate做“0”扩展再参加“与”运算。

and rd rs rt 010001rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved

功能：rd←rs & rt；逻辑与运算。

ori rt rs immediate 010010rs(5位)rt(5位)immediate(16位)

功能：rt←rs | (zero-extend)immediate；immediate做“0”扩展再参加“或”运算。

or rd rs rt 010011rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved

功能：rd←rs | rt；逻辑或运算。

移位指令 sll rd rt sa 011000未用rt(5位)rd(5位)sa(5位)reserved

功能：rd

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