写一个能够完成add, slt, sltu, ori, lui, lw, sw, beq, jal 9条指令的单周期处理器
时间: 2023-09-10 12:15:45 浏览: 101
下面是一个能够完成add, slt, sltu, ori, lui, lw, sw, beq, jal 9条指令的单周期处理器的框图:
```
_____
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clk ____ | CPU | ____ PC
|_____|
______
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IR _____________| |________________
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| ____ |
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| __ | ALU| |
| | ||____| |
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| |__| |
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opcode | | rd
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___ ___
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rd1 _ | | | ALUSrc2
|___| |___|
```
其中,CPU为中央处理器,IR为指令寄存器,PC为程序计数器,ALU为算术逻辑单元。这个处理器包含以下模块:
1. 指令存储器:用于存储程序代码的ROM。
2. 数据存储器:用于存储程序数据的RAM。
3. PC:用于存储下一条指令的地址。
4. IR:用于存储当前指令。
5. ALU:用于执行算术和逻辑运算。
6. 寄存器文件:用于存储程序数据的寄存器。
7. 控制单元:用于控制各个模块的操作。
下面是各个指令的实现方法:
1. add指令:
操作码:000000
功能码:100000
```
Reg[rd] = Reg[rs] + Reg[rt];
```
2. slt指令:
操作码:000000
功能码:101010
```
if (Reg[rs] < Reg[rt]) {
Reg[rd] = 1;
} else {
Reg[rd] = 0;
}
```
3. sltu指令:
操作码:000000
功能码:101011
```
if (unsigned(Reg[rs]) < unsigned(Reg[rt])) {
Reg[rd] = 1;
} else {
Reg[rd] = 0;
}
```
4. ori指令:
操作码:001101
```
Reg[rt] = Reg[rs] | immediate;
```
5. lui指令:
操作码:001111
```
Reg[rt] = immediate << 16;
```
6. lw指令:
操作码:100011
```
Reg[rt] = Mem[Reg[rs] + immediate];
```
7. sw指令:
操作码:101011
```
Mem[Reg[rs] + immediate] = Reg[rt];
```
8. beq指令:
操作码:000100
```
if (Reg[rs] == Reg[rt]) {
PC = PC + 4 + (immediate << 2);
} else {
PC = PC + 4;
}
```
9. jal指令:
操作码:000011
```
Reg[31] = PC + 4;
PC = PC + 4 + (immediate << 2);
```
注意,以上实现方法仅供参考,具体实现会因为不同的架构而有所不同。