"Logisim单周期MIPS-Lite处理器开发设计要求及结构总览"。

Logisim 完成了单周期处理器的开发，该处理器支持 MIPS-Lite 指令集中的 addu、subu、ori、lw、sw、beq、lui 和 j 指令。该处理器采用了单周期设计，具体的设计要求如下： 1. 该处理器应支持指令集 MIPS-Lite 中的 addu 和 subu 指令，不需要实现溢出。这些指令可以对通用寄存器组中的寄存器进行加法或减法操作，并将结果存储在另一个寄存器中。 2. 处理器需要支持 ori 指令，该指令将立即数与通用寄存器中的值执行按位或运算，并将结果存储在另一个寄存器中。 3. 处理器需要支持 lw 和 sw 指令，这些指令用于从数据存储器中加载数据或将数据存储到数据存储器中。 4. 处理器需要支持 beq 指令，该指令用于比较两个寄存器中的值，如果它们相等，则跳转到指定的地址。 5. 处理器需要支持 lui 指令，该指令将一个立即数左移 16 位，并将结果存储在通用寄存器中。 6. 处理器需要支持 j 指令，该指令用于无条件跳转到指定的地址。 顶层设计视图包括 Controller（控制器）、IFU（取指令单元）、GPR（通用寄存器组）、ALU（算术逻辑单元）、DM（数据存储器）、EXT（扩展单元）、多路选择器及 splitter。顶层设计视图的顶层有效驱动信号包括且仅包括 clk 和 reset。其他字符均不是端口信号。 整体数据通路结构设计如下： 1) 取指令单元（IFU）负责从指令存储器中读取指令，并将其传递给控制器。 2) 控制器根据指令的类型产生相应的控制信号，这些控制信号负责控制 ALU、数据存储器、扩展单元、通用寄存器组和多路选择器的操作。 3) 通用寄存器组（GPR）存储处理器中的通用寄存器，并负责读取和写入数据。 4) 算术逻辑单元（ALU）执行算术和逻辑运算，如加法、减法和逻辑与或运算。 5) 数据存储器（DM）存储数据和指令，并负责从寄存器中读取数据或将数据写入寄存器。 6) 扩展单元（EXT）用于对立即数进行扩展，以便执行相关的指令操作。 7) 多路选择器根据控制信号选择不同的输入。 8) Splitter 负责将指令解码，并将其传递给相应的部件。 以上是 Logisim 完成的单周期处理器的设计说明和要求。这个处理器能够支持 MIPS-Lite 指令集中的多种指令，并且采用了单周期设计，在实现各种指令操作的同时，高效地进行数据处理和传输。