P4-单周期CPU(Verilog)¶

先放参考文献hh:)

课下学习¶

遇到的 bug¶

用宏一定要 `
ori / sw 只执行了几行 (删了 bne 指令就对了，看来是无意间跳转了)
字对齐的输出: $display 要改成 {MemAddr[31:2], 2'b00}
数字在不声明位宽时默认 32 bit，不声明进制时默认十进制

设计细节¶

使用宏的好处: 我想修改某个控制信号的位宽时，只需要修改宏和 input 中的位宽。

课上总结¶

T1 eam¶

eam rd rs rt

取 GPR[rs] 的低 16 位，作为有符号数对 17 取模，得到 16 位的 temp。若 GPR[rt] 的最高位为 1，则将 temp 零扩展，否则将 temp 1 扩展，结果写入 GPR[rd]。注意取模取最小的正数 (比如 16'hffff % 17 = 16'h0010 )

思路: 在 ALU 模块内运算， $signed(num) % 17 求出来是距离 0 最近的数 (有负数) ，所以如果是负数，再加 17

T2 cptl¶

cptl rs rt offset

如果 GPR[rs] 的低 18 位有连续 6 个 1，则将 PC+4 存入 GPR[rt]，否则将 PC+4 存入 31 号寄存器。并且无条件跳转至 PC+4+signExt(offset << 2 || 00)

思路: 和 b 类指令的跳转方式一样，所以归类为 NPC_b ，并且 CMP_cptl 时 CMP 模块始终给出 branch 为 1 的信号。然后处理寄存器写的部分，我是在 ALU 内计算是否有连续 6 个 1，结果给 ALUOut，顶层 mips 模块根据 ALUOut 再确定目的寄存器

T3 olw¶

olw rs rt offset

有条件的 lw ，当取出的数的二进制从高位到低位是非递减的 (若某位出现了 1，则更低位只能 1) 时，才将这个数写入 GPR[rs]

思路: 先取数，再在 GRF 内判断是不是能写入

考前看了一个学长的回忆，注意到了 for 循环每次开始要清零的问题。考试一般是算数+跳转+访存。纠结的一类题: GRF 的写目的寄存器不确定，这种题要考虑在某个模块给出选择输出……

这次上机感觉挺不顺的，首先上机前在图书馆自习，但是，座位插座没电🪫，就只有在 Mac 上用 CotEditor 写代码。其次，考到最后下载设计文档的时候，我才发现交错了，交成代码了，助教问答环节感觉是挂了。提醒自己: 压缩文件认真命名。考试开始的时候太慌张了，就没下设计文档，这么看来还是幸运的了，不然肯定更慌……再者，只能压缩为 zip 文件提交，考试的时候看压缩到 rar 就直接点了，WA 了一次……