24条指令MIPS单周期CPU

 

实验资源来自于MOOC-华中科技大学-计算机硬件系统设计

计算机硬件系统设计_华中科技大学_中国大学MOOC(慕课)

源码地址

一、整体结构

整体结构图

二、24条MIPS指令集

指令格式参考MIPS32指令集

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|指令助记符|---| 简单功能描述|

ADD 加法ADDI 立即数加ADDIU 无符号数立即数加ADDU 无符号数加AND 与ANDI 立即数与SLL 逻辑左移SRA 算术右移SRL 算术右移SUB 减OR 或ORI 立即数或NOR 或非LW 加载字SW 储存字BEQ 相等跳转BNE 不相等跳转SLT 小于置数STI 小于立即数置数SLTU 小于无符号数置数J 无条件转移JAL 转移并链接JR 转移到指定寄存器中 If $v0==10 halt(停机指令)else 数码管显示$a0值SYSCALL 系统调用 If $v0==10 halt(停机指令)else 数码管显示$a0值

三、数据通路设计

数据通路

四、单周期硬布线控制器设计

运算器规格

根据指令含义，完成控制信号真值表填写

控制信号产生真值表

由表达式自动生成运算控制器和控制信号

运算控制器自动生成控制信号自动生成

完成硬布线控制器设计

硬布线控制器

五、填写指令

将程序加载至指令存储器，或者将程序复制到指令存储器中

sort程序

2010ffff 20110000 ae300200 22100001 22310004 ae300200 22100001 22310004

ae300200 22100001 22310004 ae300200 22100001 22310004 ae300200 22100001

22310004 ae300200 22100001 22310004 ae300200 22100001 22310004 ae300200

8020 2011001c 8e130200 8e340200 274402a 11000002 ae330200 ae140200

2231fffc 1611fff8 22100004 2011001c 1611fff5 2002000a c

benchmark程序

20110001 8000c05 20110001 20120002 20130003 8000c09 20110001 20120002

20130003 8000c0d 20110001 20120002 20130003 8000c11 20110001 20120002

20130003 c000cb8 20100001 20110001 118fc0 112020 20020022 c

118882 12200001 8000c15 112020 20020022 c 20110001 118880

112020 20020022 c 12200001 8000c1f 20110001 118fc0 112020

20020022 c 1188c3 112020 20020022 c 118903 112020

20020022 c 118903 112020 20020022 c 118903 112020

20020022 c 118903 112020 20020022 c 118903 112020

20020022 c 118903 112020 20020022 c 118903 112020

20020022 c 20100001 109fc0 139fc3 8021 2012000c 24160003

26100001 3210000f 20080008 20090001 139900 2709825 132020 20020022

c 1094022 1500fff9 22100001 2018000f 2188024 108700 20080008

20090001 139902 2709825 132021 20020022 c 1094022 1500fff9

108702 2c9b022 12c00001 8000c50 4020 1084027 84400 3508ffff

82021 20020022 c 2010ffff 20110000 ae300000 22100001 22310004

ae300000 22100001 22310004 ae300000 22100001 22310004 ae300000 22100001

22310004 ae300000 22100001 22310004 ae300000 22100001 22310004 ae300000

22100001 22310004 ae300000 22100001 22310004 ae300000 22100001 22310004

ae300000 22100001 22310004 ae300000 22100001 22310004 ae300000 22100001

22310004 ae300000 22100001 22310004 ae300000 22100001 22310004 ae300000

22100001 22310004 ae300000 22100001 22310004 22100001 8020 2011003c

8e130000 8e340000 274402a 11000002 ae330000 ae140000 2231fffc 1611fff8

102020 20020022 c 22100004 2011003c 1611fff2 20020032 c

20100000 22100001 102020 20020022 c 22100002 102020 20020022

c 22100003 102020 20020022 c 22100004 102020 20020022

c 22100005 102020 20020022 c 22100006 102020 20020022

c 22100007 102020 20020022 c 22100008 102020 20020022

20020022 c 3e00008

六、测试电路

七、参考文献

[1] 计算机硬件系统设计_华中科技大学_中国大学MOOC(慕课) .

[2] 华科计算机组成原理 MIPS CPU设计 单周期硬布线&多周期硬布线&微程序CPU （Logisim&Educoder）.

[3] 华中科技大学计算机组成原理MIPS CPU设计educoder，logisim .

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