設(shè)計(jì)是基于MIPS指令集的單周期，多周期，流水線CPU。最終實(shí)現(xiàn)也是在FPGA板上跑了一個(gè)小程序，開(kāi)發(fā)版使用的是basys3.基礎(chǔ)指令集等在此就不在為大家細(xì)說(shuō)了，他人的博客已經(jīng)講述的很清晰了。代碼和數(shù)據(jù)通路均已上傳至CSDN下載頻道，大家可以自行下載。我們這里先講CPU究竟是如何進(jìn)行操作的。

CPU再進(jìn)行一次操作的時(shí)候?qū)嶋H上就是在指令存儲(chǔ)器中讀出一條指令，在取出這條指令之后，將他的前6為拆分出來(lái)，進(jìn)行判別他是哪種指令。根據(jù)前六位操作碼的分類來(lái)控制數(shù)據(jù)通路中的不同部件的使能來(lái)控制數(shù)據(jù)的流向。

R型指令就是選擇將Rs和Rt作為地址訪問(wèn)寄存器堆，讀出其中數(shù)據(jù)輸入至ALU的數(shù)據(jù)讀口，由func來(lái)確定ALU的運(yùn)算的類型，計(jì)算結(jié)束之后再將輸出的數(shù)據(jù)寫會(huì)到寄存器堆的Rw地址對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。

I型指令的基礎(chǔ)指令和R型的基本形似，只不過(guò)將數(shù)據(jù)busB改換為立即數(shù)進(jìn)行零擴(kuò)展后的數(shù)據(jù)操作，寫回至Rt中。I型指令的非常重要的三條指令為load（加載），store（存儲(chǔ)），beq（分支跳轉(zhuǎn)）。load，store指令將Rs和立即數(shù)符號(hào)擴(kuò)展后相加作為內(nèi)存單元地址，load指令是將內(nèi)存單元內(nèi)容送至Rt，store是將Rt中的值送至內(nèi)存單元。beq指令是將rshert之中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，相等則跳轉(zhuǎn)到立即數(shù)和當(dāng)前指令所處位置和1三者相加的位置。

三種指令如何操作了解了，下面設(shè)計(jì)就會(huì)很簡(jiǎn)單，根據(jù)不同的指令的不同數(shù)據(jù)通路，讓主控單元輸出不同控制數(shù)據(jù)正常流入下一級(jí)。

講的比較簡(jiǎn)略，如有不理解的歡迎提問(wèn)或者留言。