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

.16位结构的CPU 概括地讲,16位结构(16位机,字长为16位等常见说法,与16位结构的含义相同)描述了一个CPU具有下面几方面结构特性: 1.运算器一次最多可以处理16位的数据结构 2.寄存器的最大宽度为16位 3.寄存器和运算器之间的通路为16位 .8086CPU给出物理地址的方法 8086CPU有20位地址总线,可以传送20位地址,寻址能力达到1MB.那么怎么在16位结构中达到20位地址的呢? 8086CPU采用一种在内部用16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址. 如上图2.6

原文地址:关于FPGA设计16位乘法器的两种算法作者:ChrisChan 部分原代码如下: 用特权的右移算法虽复杂点,但节省不少LEs,如下图: 用左移算法尽管浅显易懂,但因每次都会从最右端移位,会占用更大面积,速度暂不说,如下图:  

32位单片机的32位是指单片机的“字长”,也就是一次运算中参与运算的数据长度,这个位是指二进制位. 如果总线宽度与CPU一次处理的数据宽度相同,则这个宽度就是所说的单片机位数. 如果总线宽度与CPU一次处理的数据宽度不同,总线宽度小于CPU一次处理的数据宽度,则以CPU的数据宽度定义单片机的位数,但称为准多少位.比如某CPU是16位但总线是8位,所以它是准16位. 单片机位数与单片机的性能密切相关,通常32位机的性能要高于16位机,而16位机的性能又要高于8位机.为什么会这样呢? 第一,位数不同

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

16位CPU多周期设计 这个工程完成了16位CPU的多周期设计,模块化设计,有包含必要的分析说明. 多周期CPU结构图 多周期CPU设计真值表 对应某一指令的情况,但仅当对应周期时才为对应的输出,不是组合逻辑 设计思路 Instruction/Data Memory: 一共有两种模式: 1. 输入8位的地址PC,输出对应内存的16位指令内容 2. 输入8位的地址Address,输出对应内存的DataMemory的内容 输入写入内容WD,当WE写入信号为真的时候,写入到地址为Address的内存里

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'

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

verilog实现16位五级流水线的CPU带Hazard冲突处理 该文是基于博主之前一篇博客http://www.cnblogs.com/wsine/p/4292869.html所增加的Hazard处理,相同的内容就不重复写了,可点击链接查看之前的博客. CPU设计 该处理器的五级流水线设计: 类似于MIPS体系架构依据流水线结构设计.只要CPU从缓存中获取数据,那么执行每条MIPS指令就被分成五个流水阶段,并且每个阶段占用固定的时间,通常是只耗费一个处理器时钟周期. 处理器在设计时,将处理器的

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

32位CPU所含有的寄存器有:4个数据寄存器(EAX.EBX.ECX和EDX)2个变址和指针寄存器(ESI和EDI)2个指针寄存器(ESP和EBP)6个段寄存器(ES.CS.SS.DS.FS和GS)1个指令指针寄存器(EIP)1个标志寄存器(EFlags) --------------------------------------------------1.数据寄存器 寄存器AX和AL通常称为累加器(Accumulator),用累加器进行的操作可能需要更少时间.累加器可用于乘.除.输入/输出等

一些约定 主引导扇区代码(0面0道1扇区)加载至0x07c00处 用户程序头部代码需包含以下信息:程序总长度.程序入口.重定位表等信息 用户程序 当虚拟机启动时,在屏幕上显示以下两句话: This is user program,it just to display basic information.This contents is written in 2014-06-01. 定义各程序段 ;用户程序头部信息 SECTION header align= vstart= ;代码段1 SECTI

平时,我们谈论CPU,都会说某程序是32位编译,可以跑在32位机或64位机,或则是在下载某些开源包时,也分32位CPU版本或64CPU位版本,又或者在看计算机组成相关书籍时,特别时谈到X86 CPU时,一定会把8086/80286/80386拿出来说事儿,且一定会提到8086/80286是16位CPU,从386开始是32位CPU,那么这里的16/32/64位究竟说的是CPU的指标?其实这里的谈的就是CPU的字长. 一.计算机里的“字” 在计算机中,一串二进制数码作为一个整体来处理或运算的,称为一

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

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

总结于<X86汇编语言 从实模式到保护模式> 仅适用于X86系列处理器 1. 两者的区别: 例:mov ds, ax A.在指定16位编译模式下,产生的二进制码是 8E D8 B.在指定32位编译模式下(在某些老式的编译器中才会出现的),产生的二进制码是 66 8E D8 2. 影响: A.加上0x66的前缀是为了反转默认的操作数大小.因为32位模式下,默认的操作数大小是4字节的,而指令中的源操作数是16位的AX. B.有前缀和没前缀相比,CPU在执行时会多花一个额外的时钟周期. 3. 解决

首发于观芯志 写文章     数字IC设计入门书单 Forever snow   1 年前 作者:Forever snow链接:你所在领域的入门书单? - 知乎用户的回答来源:知乎著作权归作者所有,转载请联系作者获得授权. 修订说明:1.2016.11.07,@Kevin Hahn 补充半导体物理与器件相关参考书.感谢!-------------------------------------------------------------------- 写一下微电子和半导体行业入门的经典书籍,

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