版本2.0
實現了對ori,or,andi,and等邏輯運算指令和sll，srl移位指令的支持。
一，測試邏輯運算指令：
ori $1,$0,0x0001 #$1=1
ori $2,$0,0x0002 #$2=2
ori $3,$0,0x0003 #$3=3
#邏輯運算測試
and $4,$1,$3 #測試and（與）指令，預計出現$4=1
or $4,$1,$2 #測試or（或）指令，預計出現$4=3
xor $4,$1,$3 #測試xor(異或)指令,預計出現$4=2
andi $4,$1,0x0003 #測試andi指令，預計出現$4=1
對應機器碼：
34010001
34020002
34030003
00232024
00222025
00232026
30240003
仿真波形圖：
![]()
和預計結果完全相同。
一，測試移位運算指令：
ori $1,$0,0x0001 #$1=1
ori $2,$0,0x0002 #$2=2
#移位指令測試
sll $3,$2,1 #測試sll(左移位)指令，預計出現$3=4(0x0100)
srl $3,$2,1 #測試srl(右移位)指令，預計出現$3=1(0x0001)
對應機器碼：
34010001
34020002
00021840
00021842
仿真波形圖：
![]()
實現了寄存器前半個週期寫，後半個週期讀的功能
實現了ex_ex,ex_mem旁路
反思：
1，不該定義那麼多宏的。。。。。。。。。。。。。
比如剛開始還真的仿照書本定義了rst_enable，rst_disable，write_enable，read_disable，
等等等等很多使能信號（感覺這在寫c++時並沒有什麼問題，but丫的這sb軟件並沒有自動補全與語法檢查，宏很容易打錯，而且很麻煩，還會忘記）。。。。。。。
然後，我重新把絕大部分使能信號用enable_signal~ disable_signal宏代替(其實直接enable~disable更好，但是disable是關鍵字)。
嗯。。。。。其實覺得大部分使能類的信號都都只有兩個結果(true or false)，所以應該本身就有良好的自注釋作用。。。。。不應該用宏的，但木已成舟，又不想重寫。就修修補補吧
2，書上好像流水線的設計把模塊分得比較散。。。。
例如下圖
![]()
但我寫的時候好像把一些東西全扔一塊了。。。。比如多路選擇器。。。。。相當於直接通過模塊內的分支語句代替了。。。。。
還有我將結構冒險的檢測，控制器也全扔id模塊裏了。。。。。是不是該分開呢？？？以後再說。
3，找不到未添加ex_ex旁路與mem_ex旁路時的文件了。。。。。只有添加旁路以後的，所有沒辦法將無旁路時的波形圖截圖了。So還是上版本控制系統吧。。。。。
4，選擇仿真時，老老實實的simulate>>start simulate>>選擇要仿真的模塊>>去掉enable optimizion>>選擇10ns的時間間隔>>ok吧！
軟件太坑。。。。。反正只用幾天，也不想填坑了。。。。。。
5， 感覺重複的代碼好多。。。。。ctrl+c 和ctrl+v用了好多次。。。。。
但是這樣在c++，java，python等編程語言中是不對的，很容易導致bug。
但好像verilog是硬件描述語言，和c++，Java等有本質的區別。。。。。不知道符不符合這個規律。
就比如幾個段寄存器的實現好像都差不多。。。。感覺用一個段寄存器的（姑且叫做類，用c++的叫法）就可以了。然後再實例化。好迷啊！！！
6，網上找到的mips指令對應的機器碼，設計指令時還是按照官方文檔來吧。。。。瞎玩容易出事（踩過坑）
Mips指令對應機器碼：
|
MIPS 指令集(共31條）
|
|
MIPS 指令集(共31條）
|
|
助記符
|
指令格式
|
示例
|
示例含義
|
操作及其解釋
|
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Bit #
|
31..26
|
25..21
|
20..16
|
15..11
|
10..6
|
5..0
|
|
|
|
|
R-type
|
op
|
rs
|
rt
|
rd
|
shamt
|
func
|
|
|
|
|
add
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
100000
|
add $1,$2,$3
|
$1=$2+$3
|
rd <- rs + rt ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1
|
|
addu
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
100001
|
addu $1,$2,$3
|
$1=$2+$3
|
rd <- rs + rt ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1,無符號數
|
|
sub
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
100010
|
sub $1,$2,$3
|
$1=$2-$3
|
rd <- rs - rt ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1
|
|
subu
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
100011
|
subu $1,$2,$3
|
$1=$2-$3
|
rd <- rs - rt ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1,無符號數
|
|
and
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
100100
|
and $1,$2,$3
|
$1=$2 & $3
|
rd <- rs & rt ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1
|
|
or
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
100101
|
or $1,$2,$3
|
$1=$2 | $3
|
rd <- rs | rt ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1
|
|
xor
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
100110
|
xor $1,$2,$3
|
$1=$2 ^ $3
|
rd <- rs xor rt ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1(異或）
|
|
nor
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
100111
|
nor $1,$2,$3
|
$1=~($2 | $3)
|
rd <- not(rs | rt) ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1(或非）
|
|
slt
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
101010
|
slt $1,$2,$3
|
if($2<$3)
$1=1 else
$1=0
|
if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1
|
|
sltu
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
101011
|
sltu $1,$2,$3
|
if($2<$3)
$1=1 else
$1=0
|
if (rs < rt) rd=1 else rd=0 ；其中rs＝$2，rt=$3, rd=$1
(無符號數）
|
|
sll
|
000000
|
00000
|
rt
|
rd
|
shamt
|
000000
|
sll $1,$2,10
|
$1=$2<<10
|
rd <- rt << shamt ；shamt存放移位的位數，
也就是指令中的立即數，其中rt=$2, rd=$1
|
|
srl
|
000000
|
00000
|
rt
|
rd
|
shamt
|
000010
|
srl $1,$2,10
|
$1=$2>>10
|
rd <- rt >> shamt ；(logical) ，其中rt=$2, rd=$1
|
|
sra
|
000000
|
00000
|
rt
|
rd
|
shamt
|
000011
|
sra $1,$2,10
|
$1=$2>>10
|
rd <- rt >> shamt ；(arithmetic) 注意符號位保留
其中rt=$2, rd=$1
|
|
sllv
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
000100
|
sllv $1,$2,$3
|
$1=$2<<$3
|
rd <- rt << rs ；其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1
|
|
srlv
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
000110
|
srlv $1,$2,$3
|
$1=$2>>$3
|
rd <- rt >> rs ；(logical)其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1
|
|
srav
|
000000
|
rs
|
rt
|
rd
|
00000
|
000111
|
srav $1,$2,$3
|
$1=$2>>$3
|
rd <- rt >> rs ；(arithmetic) 注意符號位保留
其中rs＝$3，rt=$2, rd=$1
|
|
jr
|
000000
|
rs
|
00000
|
00000
|
00000
|
001000
|
jr $31
|
goto $31
|
PC <- rs
|
|
I-type
|
op
|
rs
|
rt
|
immediate
|
|
|
|
|
addi
|
001000
|
rs
|
rt
|
immediate
|
addi $1,$2,100
|
$1=$2+100
|
rt <- rs + (sign-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2
|
|
addiu
|
001001
|
rs
|
rt
|
immediate
|
addiu $1,$2,100
|
$1=$2+100
|
rt <- rs + (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2
|
|
andi
|
001100
|
rs
|
rt
|
immediate
|
andi $1,$2,10
|
$1=$2 & 10
|
rt <- rs & (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2
|
|
ori
|
001101
|
rs
|
rt
|
immediate
|
andi $1,$2,10
|
$1=$2 | 10
|
rt <- rs | (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2
|
|
xori
|
001110
|
rs
|
rt
|
immediate
|
andi $1,$2,10
|
$1=$2 ^ 10
|
rt <- rs xor (zero-extend)immediate ；其中rt=$1,rs=$2
|
|
lui
|
001111
|
00000
|
rt
|
immediate
|
lui $1,100
|
$1=100*65536
|
rt <- immediate*65536 ；將16位立即數放到目標寄存器高16
位，目標寄存器的低16位填0
|
|
lw
|
100011
|
rs
|
rt
|
immediate
|
lw $1,10($2)
|
$1=memory[$2
+10]
|
rt <- memory[rs + (sign-extend)immediate] ；rt=$1,rs=$2
|
|
sw
|
101011
|
rs
|
rt
|
immediate
|
sw $1,10($2)
|
memory[$2+10]
=$1
|
memory[rs + (sign-extend)immediate] <- rt ；rt=$1,rs=$2
|
|
beq
|
000100
|
rs
|
rt
|
immediate
|
beq $1,$2,10
|
if($1==$2)
goto PC+4+40
|
if (rs == rt) PC <- PC+4 + (sign-extend)immediate<<2
|
|
bne
|
000101
|
rs
|
rt
|
immediate
|
bne $1,$2,10
|
if($1!=$2)
goto PC+4+40
|
if (rs != rt) PC <- PC+4 + (sign-extend)immediate<<2
|
|
slti
|
001010
|
rs
|
rt
|
immediate
|
slti $1,$2,10
|
if($2<10)
$1=1 else
$1=0
|
if (rs <(sign-extend)immediate) rt=1 else rt=0 ；
其中rs＝$2，rt=$1
|
|
sltiu
|
001011
|
rs
|
rt
|
immediate
|
sltiu $1,$2,10
|
if($2<10)
$1=1 else
$1=0
|
if (rs <(zero-extend)immediate) rt=1 else rt=0 ；
其中rs＝$2，rt=$1
|
|
J-type
|
op
|
address
|
|
|
|
|
j
|
000010
|
address
|
j 10000
|
goto 10000
|
PC <- (PC+4)[31..28],address,0,0 ；address=10000/4
|
|
jal
|
000011
|
address
|
jal 10000
|
$31<-PC+4;
goto 10000
|
$31<-PC+4；PC <- (PC+4)[31..28],address,0,0
；address=10000/4
|
|
|
