单周期CPU设计与实现(实验)

每一个指令都在一个时钟周期内完成,称为单周期CPU。


单周期CPU数据通路图

该图描述的是CPU中数据,如何在 PC时钟,指令存储器,寄存器组,控制单元,ALU,数据存储器和控制器中如何传送的过程。

MIPS指令的三种格式

  • R类型

  • I类型

  • J类型

算术运算指令

逻辑运算指令

移位指令

比较指令

存储器读写指令

分支指令

跳转指令

停机指令

CPU学习笔记 - 5/15

###逻辑设计

  • 组合单元— 操作单元 如门 ALU
  • 状态单元— 存储单元,如存储器,寄存器

注: 状态单元需要两个输入(时钟信号值和输入数据值) 一个输出(输出数据值)。

建立数据通路

部件认识:

PC程序计数器:存储当前指令的地址,每执行完一条指令,PC+4。(一个指令4个字节)

指令存储器:

数据存储器:

寄存器堆:

ALU:

加法器:

MIPS指令特点