自己写CPU第九阶段（5）——实现负载存储指令2（改变运行阶段）

我们会继续上传新书《自己动手写CPU》。今天是第42篇。我尽量每周四篇，可是近期已经非常久没有实现这个目标了，一直都有事。不好意思哈。

开展晒书评送书活动，在

q=%E4%BA%9A%E9%A9%AC%E9%80%8A&ie=utf-8&src=se_lighten_f" target="_blank" style="position:static; display:inline; color:rgb(51,102,153); text-decoration:none">亚马逊、京东、当当三大图书站点上。发表《

q=%E8%87%AA%E5%B7%B1%E5%8A%A8%E6%89%8B%E5%86%99CPU&ie=utf-8&src=se_lighten_quotes_f" target="_blank" style="position:static; display:inline; color:rgb(0,0,240); text-decoration:none">自己动手写CPU》书评的前十名读者，均可获赠《步步惊芯——软核处理器内部设计分析》一书，大家踊跃參与吧。活动时间：2014-9-11至2014-10-30

9.3.2 改动运行阶段

1、改动EX模块

在运行阶段的EX模块会计算载入存储的目的地址。參考图9-19可知，EX模块会添加部分接口，如表9-3所看到的。

改动运行阶段的EX模块例如以下。

完整代码位于本书附带光盘Code\Chapter9_1文件夹下的ex.v文件。

module ex(

  ......

  //新增输入接口inst_i，其值就是当前处于运行阶段的指令
  input wire[`RegBus]           inst_i,

  ......

  //以下新增的几个输出接口是为载入、存储指令准备的
  output wire[`AluOpBus]        aluop_o,
  output wire[`RegBus]          mem_addr_o,
  output wire[`RegBus]          reg2_o,

  ......
);

  ......

  //aluop_o会传递到訪存阶段，届时将利用其确定载入、存储类型
  assign aluop_o = aluop_i;

  //mem_addr_o会传递到訪存阶段，是载入、存储指令相应的存储器地址，此处的reg1_i
  //就是载入、存储指令中地址为base的通用寄存器的值。inst_i[15:0]就是指令中的
  //offset。通过mem_addr_o的计算。读者也能够明确为何要在译码阶段ID模块新增输
  //出接口inst_o
  assign mem_addr_o = reg1_i + {{16{inst_i[15]}},inst_i[15:0]};

  //reg2_i是存储指令要存储的数据，或者lwl、lwr指令要载入到的目的寄存器的原始值，
  //将该值通过reg2_o接口传递到訪存阶段
  assign reg2_o = reg2_i;

  ......

2、改动EX/MEM模块

參考图9-19可知，EX/MEM模块会添加部分接口，用于将EX模块新增的输出传递到訪存阶段，添加的接口描写叙述如表9-4所看到的。

改动运行阶段的EX/MEM模块例如以下。仅仅是一个简单的传递操作。当流水线的运行阶段没有被暂停时。将来自运行阶段EX模块的输出传递到訪存阶段。完整代码请參考本书附带光盘Code\Chapter9_1文件夹下的ex_mem.v文件。

module ex_mem(

   ...... 	

   //为实现载入、存储指令而加入的输入接口
   input wire[`AluOpBus]        ex_aluop,
   input wire[`RegBus]          ex_mem_addr,
   input wire[`RegBus]          ex_reg2,

   ......

   //为实现载入、存储指令而加入的输出接口
   output reg[`AluOpBus]        mem_aluop,
   output reg[`RegBus]          mem_mem_addr,
   output reg[`RegBus]          mem_reg2,

   ......
);

   always @ (posedge clk) begin
     if(rst == `RstEnable) begin
        ......
        mem_aluop    <= `EXE_NOP_OP;
        mem_mem_addr <= `ZeroWord;
        mem_reg2     <= `ZeroWord;
     end else if(stall[3] == `Stop && stall[4] == `NoStop) begin
        ......
        mem_aluop    <= `EXE_NOP_OP;
        mem_mem_addr <= `ZeroWord;
        mem_reg2     <= `ZeroWord;
     end else if(stall[3] == `NoStop) begin
        ......
        mem_aluop    <= ex_aluop;
        mem_mem_addr <= ex_mem_addr;
        mem_reg2     <= ex_reg2;
     end else begin
        ......
     end
  end

endmodule

下一阶段将改变内存访问。

版权声明：本文博客原创文章。博客，未经同意，不得转载。