流水线CPU实验报告_第1页
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文档简介

原理。验一的设计方法。I/O水CPU设计。采用I/O统一编址方式，即将输入输出的I/O地址空间，作为数据存CPU端地址。利用设计的I/O端口，通过lw指令，输入DE2实验板上的按键等输入设备信息。即将外部设备状态，读到CPU内部寄存器。I/OswDE2LED部的寄存器，写入到外部设备的相应控制寄存器（或可直接连接至外部设备的CPULED7LED例如，将一路4bit二进制输入与另一路4bit二进制输入相加，利用2LED10MIPS20供以上两种指令集（MIPSY86）应用功能的程序设计代码，并提供程序主要In/Altera-DE1-SOC实验板套件1万用表1示波器1实验思要很好地完成此次流水线CPU的实验，必须要对五段流水线CPU的工作原理非常清楚。从划分上讲，五段流水线CPU将一条指令的执行划分为五段，分别为IF,ID,EXE,MEM和WB阶段，下面分别对这几段的设计进行介绍IF阶IF阶段是流水线CPU的第一个阶段，左边的流水线寄存器是PC。在第一个时钟上升沿，IF级根据PC中的地址从指令器中取出指令并写入IR。下一条指选择器选中的下一条指令的地址将会被写入PCID阶IDCUregrt1rt为目的寄存器0rd；aluimm1时选择立即数ALUb端0时选择寄存器数据；alucALU的操作控制码；wmem为EXE阶ealuimm，控制是否选择立即数；上一级的aluc则决定ALU对两个输入做什么操作。两个32位选择器选择两个操作数来源，没有用到的控制信号和ALU计算MEM阶WB阶选择写回寄存器的数据来自datamemory还是来自ALU解决数据mwreg&(mrn!=0)&(mrnrs)&~mm2regALU计算结果且其来源mrn和写回均与当前所寄存器号rs一致时，我们就使用转但是并不是所有的数据都可以通过转发机制解决，如果某一条指令依赖MI

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