RISC-CPU设计（七）：算术运算器模块（ALU）设计

最新推荐文章于 2025-10-22 02:43:44 发布

原创

最新推荐文章于 2025-10-22 02:43:44 发布 · 2.1k 阅读

10 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#cpu #risc

本文介绍了一个RISC-CPU中的算术逻辑单元（ALU）设计，该单元能够根据不同的操作码执行包括加法、逻辑与、异或等多种基本运算。通过Verilog硬件描述语言实现了ALU的功能，并提供了完整的代码及仿真测试结果。

1.算术运算器模块的作用

算术运算器模块根据输入的8种不同操作码（来自指令寄存器输出的最高三位）分别实现对应的加、与、异或、跳转等基本操作运算。利用这几种基本运算可以实现很多种其它运算以及逻辑判断等操作。

2.模块端口图

3.端口功能描述

DATA和ACCUM分别是来自累加器和数据控制器的输出，OPCODE是来自指令寄存器输出的高三位指令信号，由时钟控制模块产生的alu_clk信号控制下，实现八种指令对应的不同操作，由ALU_OUT端口输出。八种指令及其对应操作见：RISC-CPU设计（六）：RISC-CPU的寻址方式和指令系统_weixin_43701504的博客-优快云博客

4.Verilog代码

module alu (    
    data        ,
    accum       ,
    alu_ena     ,
    opcode      ,
    zero        ,
    alu_out
);
    
    input       [7: 0]  data        ;
    input       [7: 0]