華科組成原理課程設(shè)計(jì)-mips流水線(xiàn)cpu-資料下載頁(yè)
2025-08-09 14:48本頁(yè)面
【正文】 1reg2 = reg1 amp。 1302200010011000000100010000000000000000100000002ori reg1, reg2, 1reg2 = reg1 | 1342200010011010000100010000000000000000100000003sllv reg1, reg2, reg2reg2 = reg1 reg2002210040000000000100010000100000000010000000004slt reg1, reg2, reg2reg2 = (reg1 reg2)0022102A0000000000100010000100000010101000000005sw reg0, reg1, 0mem[reg0 + 0] = reg1AC0100001010110000000001000000000000000000000006lw reg0, reg3, 0reg3 = mem[reg0 + 0]8C03000010001100000000110000000000000000 表12. 測(cè)試程序1 程序2主要用來(lái)測(cè)試軟中斷和硬中斷功能，程序如表13所示。主存地址指令結(jié)果描述機(jī)器指令的機(jī)器碼十六進(jìn)制二進(jìn)制00000000addi reg0, reg1, 2reg1 = reg0 + 2200100020010000000000001000000000000001000000001andi reg1, reg1, FFFFreg1 = reg1 + FFFF2021FFFF0010000000100001111111111111111100000002addi reg0, reg1, 1reg1 = reg0 + 1200100010010000000000001000000000000000100000003addi reg0, reg1, 2reg1 = reg0 + 2200100020010000000000001000000000000001000000004addi reg0, reg1, 3reg1 = reg0 + 3200100030010000000000001000000000000001100000005addi reg0, reg1, 4reg1 = reg0 + 420010004001000000000000100000000000001000000000Apush壓PC、R61F800000E111110000000000000000000000011100000000EpopPC、R61出棧FC05000011111100000001010000000000000000 表13. 測(cè)試程序2 程序3主要用來(lái)測(cè)試跳轉(zhuǎn)指令的正確性，由于push和pop指令中已經(jīng)隱含了J指令，因此這里只對(duì)bne指令進(jìn)行測(cè)試，程序如表14所示。主存地址指令結(jié)果描述機(jī)器指令的機(jī)器碼十六進(jìn)制二進(jìn)制00000000addi reg0, reg1, 2reg1 = reg0 + 2200100020010000000000001000000000000001000000001addi reg0, reg2, 0reg2 = reg0 + 0200200000010000000000010000000000000000000000002addi reg2, reg2, 1reg2 = reg2 + 1204200010010000001000010000000000000000100000003bnz reg1, reg2, 2if (reg1 != reg2) pc = pc + 1 21422000200010100001000100000000000000010表14. 測(cè)試程序37. 測(cè)試結(jié)果與仿真圖所有測(cè)試程序均在最終檢查時(shí)驗(yàn)收，其在FPGA開(kāi)發(fā)板上的實(shí)際的運(yùn)行結(jié)果均在課設(shè)驗(yàn)收時(shí)得到了確認(rèn)，三個(gè)測(cè)試程序的結(jié)果均符合預(yù)期，這里便不再贅述。此外由于仿真圖上通過(guò)縮放后已經(jīng)無(wú)法看清32位寄存器具體的值，即使放在這里也根本無(wú)法看清其具體值，毫無(wú)意義。因此仿真圖便不再放在報(bào)告里。五、 課設(shè)總結(jié)1. 課設(shè)中遇到的問(wèn)題這次課設(shè)中遇到的主要問(wèn)題有如下這些：指令周期數(shù)問(wèn)題。（單周期與雙周期的選擇）是否設(shè)立單獨(dú)的譯碼器的問(wèn)題。（集中譯碼與分布譯碼的選擇）① 是否保留非流水中針對(duì)跳轉(zhuǎn)指令的優(yōu)化問(wèn)題。（結(jié)構(gòu)一致性的取舍）② 寄存器組讀寫(xiě)順序問(wèn)題。（先讀后寫(xiě)與先寫(xiě)后讀的選擇）③ 寫(xiě)回段的取舍問(wèn)題。（與問(wèn)題④密切相關(guān)）④ JNZ指令帶來(lái)的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。（唯一的四輸入指令，以及不修改rt）⑤ 同步復(fù)位或異步復(fù)位的選擇。⑥ 仿真與上板測(cè)試的區(qū)別。其中①~⑥，這里便不加贅述。對(duì)于問(wèn)題⑦，最初我們的設(shè)計(jì)中選擇了異步復(fù)位，仿真順利通過(guò)。但是后來(lái)在編譯中發(fā)現(xiàn)一個(gè)寄存器不能在兩個(gè)always中賦值，因此我們改為了同步復(fù)位。對(duì)于問(wèn)題⑧，在中期檢查時(shí)我們只做了仿真，并沒(méi)有上板進(jìn)行實(shí)際的測(cè)試。在那時(shí)，老師便一再?gòu)?qiáng)調(diào)仿真與上板測(cè)試的差異性，仿真結(jié)果正確只是上板測(cè)試結(jié)果的必要條件。在仔細(xì)斟酌老師的話(huà)后我認(rèn)為，仿真與上板測(cè)試最大的區(qū)別就在于開(kāi)發(fā)板上是存在時(shí)延的，而仿真確是在理想狀態(tài)下的測(cè)試結(jié)果。因此在后面的設(shè)計(jì)中我充分考慮了時(shí)延的問(wèn)題，盡量避免有前后相關(guān)關(guān)系的值在同一沿上變化，這也就有了雙指令周期以及分布譯碼的設(shè)計(jì)。功夫不負(fù)有心人，我組是班上少有的在上板測(cè)試中沒(méi)有出現(xiàn)任何問(wèn)題的小組。參考文獻(xiàn)[1] 張晨曦, 王志英, 沈立, 劉依. 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)教程. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2009: 53~90[2] 秦磊華, 吳非, 莫正坤. 計(jì)算機(jī)組成原理. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2011: 203~27718
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