Verilog hdl 实现单周期cpu

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。

 

ctrl.v又两处修改

 

 

然后在NPC.v修改。注意添加参数和input

 

 

 

 

 

=RD1的原因可见sccpu.v

 

 

在ctrl_encode_def 定义NPC_JR

 

在sccpu.v添加参数  .RD1

 

然后写测试程序

$ra先赋值为4.这样应该会不断循环。

导出测试

 

勿忘修改sccomp_tb

 

 

波形图可见PC从1c变到设定的4。添加成功

 

 

3.添加JALR

 

 

ctrl.v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

JALR指令格式为 jalr rs

无条件跳转到由寄存器rs指定的指令，并将下一条指令的地址保存到寄存器$ra中

测试代码

 

 

可见从14跳到4，

 

并且$ra 记录 18

 

 

4.添加NOR指令

 

 

 

 

 

 

在alu.v中

 

 

测试代码

 

波形：

 

 

寄存器：

 

5.添加sll & sra & srl指令

注意这里做了扩展

 

注意同时修改了input ALUOp的宽度

 

然后在ctrl.v中

写寄存器

注意只改了RegWrite，下面的RD没改

 

 

添加输出

 

 

 

 

 

 

在sccpu.v中

 

 

 

 

 

 

 

 

测试代码：

 

 

波形：可以看到ALUop对应 sll，srl，sra的1000,1001,1010

 

 

寄存器值：

 

 

6.sllv和srlv

 

这里sllv使用的是rs低五位 自己动手写CPU之第五阶段（3）——MIPS指令集中的逻辑、移位与空指令 - yxwkaifa - 博客园

sllv $t1，$t2，$t3。

则t1值为t2左移t3的低五位

但是这里不太懂，没搞明白是怎么实现的逻辑左右移，位数可变

这里犯了一次错误。复制粘贴后忘了改数字了

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

测试代码：

 

 

波形：

 

 

寄存器变化

 

 

7.stli指令

小于则置一

 

 

 

 

 

 

 

 

测试代码：

 

 

波形：

 

 

寄存器值：

 

 

8.lui指令

取高十六位

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

测试代码：

 

波形图：

 

 

寄存器值：

 

 

9.andi指令

 

 

 

 

别忘了RT

 

 

aluop同and

 

测试代码：

 

 

波形图：

 

 

寄存器：

 

 

以上。nice！

学号后八位排序

01510029

lui 0x0151

ori 0x0029

 

 

记得改sccomp_tb

 

 

跑完看result.txt

 

 

大概是完成了排序。