第五讲单周期处理器kong zhi xin hao de

1、信号的集成·慕课计算机组成制作人：林本节主题现有指令所需的信号Instruction<31:0>nPC_selclkrd515rt50RegDstRegWrrs5rt5MemtoRegALUCtrMemWrzerorsrtrdimm16busA32=busW320busB32032AdrWrEnDataData In3211imm1632Memory1632clkExtOpALUSrc<15: 0 ><15:11><20:16><25:21> Extender ALURwRa RbRegFile32-bit×32c

2、lkIFU处理器的设计步骤 分析指令系统，得出对数据通路的需求 为数据通路选择合适的组件 连接组件建立数据通路 分析每条指令的实现，以确定信号逻辑 集成信号，形成完整的逻辑与数据通路Instruction Word32opcodefuncrsrtrdimm16逻辑nPC selRegWrRegDstExtOpALUSrcALUctrMemWrMemtoReg<15: 0 ><15:11><20:16><25:21> < 5:0 > <31:26>数 据 通 路AddressInstruction Memory信号的汇总（以

3、add指令为例）¬¬add:RrdRrs+Rrt;PCPC+4Instruction<31:0>nPC sel=“+4”clkIFUrd515rt50RegDst=1RegWr=1rs5rt5MemtoReg=0ALUCtr=“ADD”MemWr=0rsrtrdbusA32zero=busW320busB32032AdrWrEnDataData In3211imm1632Memory1632clkExtOp=xALUSrc=0<15:11><20:16><25:21> Extender ALURwRa RbRegFile32-

4、bit×32clk信号的逻辑表达式funcopcode(op)100000100010/000000000000001101100011101011000100addsuborilwswbeqRegDst1100xxALUSrc001110MemtoReg0001xxRegWr111100MemWr000010nPC_sel000001ExtOpxx011xALUctr<1:0>00(ADD)01(SUB)10(OR)00(ADD)00(ADD)01(SUB)信号的逻辑表达式RegDst=add+subaddsub=rtype·=rtype·func5

5、·func4·func3·func2·func1·func0func5·func4·func3·func2·func1·func0rtype=op5·op4·op3·op2·op1·op0add,ori,sublw,Rsw,beqIopcodersrtimmediateopcodersrtrdshamtfunctfuncopcode(op)100000100010/000000000000001101100011101011000100addsu

6、borilwswbeqRegDst1100xx器的逻辑表达式RegDst ALUSrc MemtoReg RegWr MemWr nPC_sel ExtOp ALUctr0 ALUctr1=add ori lw add sw beq+sublw + sw+sub + ori+ lwlw + sw sub + beq oradd sub rtype ori lwsw beq=rtype·func5·func4·func3·func2·func1·func0 rtype·func5·func4·func3&#

7、183;func2· func1·func0op5·op4·op3·op2·op1·op0,op5·op4· op3· op2·op1· op5·op4·op3·op2· op1· op5·op4· op3·op2· op1·op0 op0 op0op5·op4·op3· op2·op1·op0器的实现示意图opcode6func6add sub ori lw逻swbeqrtypeRegDst ALUSrc MemtoReg RegWr MemWr nPC_sel ExtOp ALUctr0ALUctr1由或门组成辑的逻辑