m0_55502433的博客

1.排查外设的硬件问题（更换硬件器件进行测试）2.clk与rst3.主从设备之间有没有正常联系（M-S，看最关键的直接输出的信号）4.协议检查：对协议中的关键信号进行检查如状态机信号——影响状态机的控制信号——一步一步推比如到计数器之类（state）5.读写的数据是否正确（data）6.用假数据测试，用简单的数据如12345678去测试可以方便的排查地址问题（触发信号trgger）前提：手册读懂。

内置寄存器，BASE地址由外设所在设备接口处决定，这样就可以确定每个寄存器的地址；要使用输出先要使能，要用中断也先要使能；

需要注意的是：WE读写使能信号：低位表示读操作，高位表示写操作SEL数据总线选择信号：用于选择总线上哪些bit是有效的，宽度为位宽/总线粒度（一般为一个字节）CYC总线周期信号：代表总线正在被占用（不一定是总线操作），在总线使用时须持续有效STB总线选用信号：有效时代表发起一次总线操作在发起一次总线操作后，这两个信号都要有效ACK操作结束信号：操作结束给一个有效位。

异常有点像中断，处理完还要回到原来的状态，所以需要对之前的状态进行保存。本CPU主要实现对以下异常的处理：1.外部硬件中断2.复位异常3.系统调用异常（发生在译码阶段）4.溢出异常（发生在执行阶段）5.自陷指令异常（发生在执行阶段因为需要进行条件判断）6.无效指令异常（发生在译码阶段）为了不破坏原程序的执行，异常指令之前的指令都要确保执行完成，而异常指令和其之后的指令需要取消。这要求。可会有例外吗？由于流水线的特性，。

读操作需要提前去读CP0寄存器的值并传递回来，而写操作需要把使能以及写入值与地址传递到CP0.此外新引入的寄存器同样会发生。

将回写阶段指令对LLbit寄存器的操作信息（是否进行写LLbit操作以及写入的值）前推到访存阶段，访存阶段依据这些情况，确定正确的LLbit寄存器的值，所以MEM/WB模块的输出信号wb_LLbit_we、wb_LLbit_value也要送到MEM模块，就是用来解决数据相关问题的。需要注意的是，由于对LLbit寄存器的修改是在回写阶段最后的时钟上升沿进行的，如果直接采用LLbit模块给出的LLbit寄存器的值，可能不是正确的值，因为此时。，然后符号扩展至32位，保存到地址为rt的通用寄存器中。

如下图：swl指令同样面临一个字的寄存器值如何写入到内存中，首先同样的读寄存器的地址不能是非地址对齐的，要留空最后两位，然后根据加载地址去判断。如后两位为00时，如n=0时，全部写入；当后两位01，与加载指令不同的是，

OpenMIPS采用的是一-种改进的方法: 假如位于流水线第n阶段的指令需要多个时钟周.期，进而请求流水线暂停，那么需保持取指令地址PC的值不变，同时保持流水线第n阶段、第n阶段之前的各个阶段的寄存器不变，而第n阶段后面的指令继续运行。为此，设计添加CTRL模块，其作用是接收各阶段传递过来的流水线暂停请求信号，从而控制流水线各阶段的运行。因为只有译码、执行阶段可能会有暂停请求，取指、访存阶段都没有暂停请求，因为指令读取、数据存储器的读/写操作都可以在--个时钟周期内完成。

CPU设计实战-简单算术操作指令的实现

(1)在译码阶段依据指令，给出运算类型alusel_ o、 运算子类型aluop_ o的值，同时因为有要写入的目的寄存器，所以wreg. o为WriteEnable, wd o为指令中rd的值，也就是目的寄。MEM/WB模块输出的对HI、LO寄存器的写信息将直接送到HILO模块，包括: wb_ whilo、 wb_ _hi、 wb_ lo，后者据此修改HI、LO寄存器的值。理解指令：movn和movz是根据rt的值来判断是否将rs寄存器的值赋值到rd中，后四个指令都是对hi和lo寄存器进行读写。

主要还是因为cpu的五级流水线结构，如下图可以看到，第一条指令的结果要在回写阶段才能写入一号寄存器，而第二条指令在译码阶段就已经开始读取一号寄存器的值了，这时并没有读到最新更新的值。来看看译码模块的代码是怎么实现的，其实和之前寄存器模块处理相隔两条执行的相关问题的方法一样，如果传递过来的数据就是译码阶段要读的数据（即目的寄存器地址和读取寄存器地址一样），就直接把传递过来的值给到译码阶段的输出。顾名思义就是在新的数据还未写入寄存器时就去读取了寄存器的值，这样导致读取的值是原来的旧值而不是最新的值。

defines.v此文件定义了下面模块中所用到一些宏定义，如常用的数据宽度，数据长度以及指令码的定义。使用头文件只需在模块最前面加上`include"defines.v"//全局//指令//AluOp//AluSel//指令存储器inst_rom//通用寄存器regfile。

首先我们要明白一个指令在cpu中是怎么执行的，大概的执行顺序如下：首先我们得知道当前执行什么指令吧，那么当前执行的指令存储在哪里呢，在PC（程序计数器，用于存储当前指令的地址）中。由于PC中存储的指令是虚地址，所以还需要输送到MMU中作虚实地址的转换（一般我们设计的简单的CPU不含有虚实地址）。拿到当前指令的物理地址后，我们需要根据这个地址去指令RAM（各种指令的RAM都在这里）中去取出对应的32位指令码。

新建工程后打开IP核搜RAM并双击下面解释每个选项的含义对IP核进行命名选择存储器类型single:一个地址，只能进行一组读写，不能同时读写simpel：两个地址，一组读一组写true：两个地址，每组都可以分别读写选择位数和深度（有多少个）存储器深度（Memory Depth）是指存储器中可以存储数据的地址数量，或者说存储器能够存储的数据元素的个数。它是描述存储器容量的一个方面，通常用于说明存储器的大小。

分析可知，ALU内部包含做加减操作、比较操作、移位操作和逻辑操作的逻辑，ALU的输人同时传输给这些逻辑，各逻辑同时运算，最后通过一个多路选择电路将所需的结果选择出来作为ALU的输出。假如我们现在就是需要执行op_slt这个操作，那么输入选择信号alu_control为001000_000000（之前说了它是独热码，这也是为什么用独热码编码的原因），此时op_slt的值为1，那么此时整个的输出就是slt_result；根据下图可以看到，常用的指令的大部分是对两个寄存器中的数值进行操作，最终输出一个。

顶层模块用于对之前文章里介绍的五级流水线的各个模块进行例化，也就是连线，那么顶层模块的输入输出接口如何呢？首先输入要有时钟复位信号，还要有一个来接收指令存储器里的数据记为rom_data_i输出因为要去读取指令存储器中的数据，所以要输出读地址以及一个使能信号。