1、实验目的、重点难点
实验目的:
1.熟悉并掌握MIPS计算机中寄存器堆的原理和设计方法。
2.初步了解MIPS指令结构和源操作数/目的操作数的概念。
3.熟悉并运用verilog语言进行电路设计。
4.为后续设计cpu的实验打下基础。
实验重点:
熟悉使用verilog语言进行设计,仿真的过程。
实验难点:
观察仿真波形,确认电路设计是否正确。
2、MIPS相关知识
2.1 数据格式
处理器可处理的数据格式定义如下:
比特(bit, b)
字节(Byte, 8bits, B)
半字(Halfword, 16bits, H)
字(Word, 32bits, W)
2.2 寄存器
处理器包含的软件可见的寄存器种类如下:
32 个 32 位通用寄存器,r0~r31。其中有两个被赋予了特殊含义:r0,0 号通用寄存器,值永远为 0;r31, 31 号通用寄存器,被 JAL,BLTZAL 和 BGEZAL 指令隐式的用作目标寄存器,存放返回地址。
程序计数器(PC)。这个寄存器软件无法直接访问。
3、实验任务实现
3.1 实现程序计数器(PC)
程序计数器,带有同步复位功能,有复位信号rst时,输出指令存储器使能信号为ce(0),表示指令存储器禁用,此时PC的值保持为0。其余时刻指令存储器使能信号为ce(1),此时PC的值会在每时钟周期加4。