mips regfile 实验

MIPS Regfile是MIPS处理器中的寄存器文件，用于存储MIPS指令中的数据。在这个实验中，我们将使用Verilog语言实现一个简单的MIPS Regfile。

以下是MIPS Regfile的规格：

- 32个32位寄存器，编号从0到31。
- 读端口：2个读端口，每个端口可以读取一个寄存器的值。
- 写端口：1个写端口，可以将一个寄存器的值写入到指定的寄存器中。

以下是MIPS Regfile的端口：

- 32个输入端口（$in0$到$in31$）：每个端口接收32位数据，用于更新寄存器文件中对应寄存器的值。
- 2个读端口（$read1$和$read2$）：每个端口接收一个寄存器编号，返回该寄存器的值。
- 1个写端口（$write$）：接收3个输入：一个寄存器编号（$write\_reg$）、一个寄存器值（$write\_data$）和一个写使能信号（$write\_enable$）。当写使能信号为高电平时，将寄存器值写入到指定的寄存器中。

以下是MIPS Regfile的Verilog实现：

module regfile(
    input clk,
    input[4:0] read1,
    input[4:0] read2,
    input[4:0] write_reg,
    input[31:0] write_data,
    input write_enable,
    output[31:0] out1,
    output[31:0] out2
);

reg[31:0] regs[0:31];

assign out1 = regs[read1];
assign out2 = regs[read2];

always @(posedge clk) begin
    if (write_enable) begin
        regs[write_reg] <= write_data;
    end
end

endmodule

在上面的代码中，我们使用一个$regs$数组实现了32个寄存器。读端口使用两个assign语句直接从$regs$数组中读取数据。写端口使用一个always块，在时钟上升沿时判断写使能信号是否为高电平，如果是则将$write\_data$写入到$regs[write\_reg]$中。