计算机组成原理36条指令单周期CPU实现

计算机组成原理36条指令单周期CPU实现
一、设计目标设计目的：设计一个含有36条指令的MIPS单周期处理器，并能将指令准确的执行并烧写到试验箱上来验证设计初衷1、理解MIPS指令结构，理解MIPS指令集中常用指令的功能和编码，学会对这些指令进行归纳分类。
2、了解熟悉MIPS体系中的处理器结构3、熟悉并掌握单周期处理器CPU的原理和设计4、进一步加强Verilog语言进行电路设计的能力二、实验设备1、装有xilinxISE的计算机一台2、LS-CPU-EXB-002教学系统实验箱一台三、实验任务1.、学习MIPS指令集，深入理解常用指令的功能和编码，并进行归纳确定处理器各部件的控制码，比如使用何种ALU运算，是否写寄存器堆等。
2、单周期CPU是指一条指令的所有操作在一个时钟周期内执行完。
设计中所有寄存器和存储器都是异步读同步写的，即读出数据不需要时钟控制，但写入数据需时钟控制。
故单周期CPU的运作即：在一个时钟周期内，根据PC值从指令ROM中读出相应的指令，将指令译码后从寄存器堆中读出需要的操作数，送往ALU模块，ALU模块运算得到结果。
如果是store指令，则ALU运算结果为数据存储的地址，就向数据RAM发出写请求，在下一个时钟上升沿真正写入到数据存储器。
如果是load指令，则ALU运算结果为数据存储的地址，根据该值从数据存RAM中读出数据，送往寄存器堆根据目的寄存器发出写请求，在下一个时钟上升沿真正写入到寄存器堆中。
如果非load/store操作，若有写寄存器堆的操作，则直接将ALU运算结果送往寄存器堆根据目的寄存器发出写请求，在下一个时钟上升沿真正写入到寄存器堆中。
如果是分支跳转指令，则是需要将结果写入到pc寄存器中的。