给我写个cpu代码,用verilog
时间: 2024-03-05 20:50:16 浏览: 15
好的,下面是一个简单的 CPU Verilog 代码,包括一个简单的指令集和基本的数据通路:
```
module cpu(
input clk, // 时钟信号
input rst, // 复位信号
input [7:0] opcode, // 指令码
input [7:0] operand, // 操作数
output reg [7:0] out // 输出寄存器
);
// 内部寄存器
reg [7:0] pc; // 程序计数器
reg [7:0] ir; // 指令寄存器
reg [7:0] r; // 通用寄存器
// 指令码
parameter ADD = 8'h00;
parameter SUB = 8'h01;
parameter AND = 8'h02;
parameter OR = 8'h03;
parameter LD = 8'h04;
parameter ST = 8'h05;
parameter JMP = 8'h06;
// 数据通路
always @(posedge clk or posedge rst)
begin
if (rst) begin
pc <= 8'h00;
ir <= 8'h00;
r <= 8'h00;
out <= 8'h00;
end else begin
// 取指令
ir <= $readmemh("program.mem", pc);
// 执行指令
case(ir)
ADD: begin
r <= r + operand;
end
SUB: begin
r <= r - operand;
end
AND: begin
r <= r & operand;
end
OR: begin
r <= r | operand;
end
LD: begin
r <= $readmemh("memory.mem", operand);
end
ST: begin
$writememh("memory.mem", operand, r);
end
JMP: begin
pc <= operand;
end
default: begin
// 无效的指令
pc <= pc + 1;
end
endcase
// 更新程序计数器
if (ir == JMP) begin
// 跳转指令需要等到下一个时钟周期才更新
pc <= pc;
end else begin
pc <= pc + 1;
end
// 输出结果
out <= r;
end
end
endmodule
```
这个 CPU 实现了一个简单的指令集,包括加、减、与、或、加载、存储和跳转指令。当时钟上升沿到来时,取指令、执行指令、更新程序计数器和输出结果。如果遇到无效的指令,程序计数器将加 1,跳过该指令。指令和操作数存储在一个程序存储器中,数据存储在一个数据存储器中。