verilog简易实现CPU的Cache设计 该文是基于博主之前一篇博客http://www.cnblogs.com/wsine/p/4661147.html所增加的Cache,相同的内容就不重复写了,可点击链接查看之前的博客. Cache结构 采用的是2-way,循环5遍的测试方式,和书本上一致,4个set Cache设计 首先在PCPU模块里面增加寄存器 在流水线MEM那一阶段如果是STROE或者LOAD指令更新cache 采取的替换策略是FIFO策略,在cache上面增加了一个位U 整个c

一.概述 串行CPU工作流程 串行CPU的时序流程如下图所示:取指.译码.执行.回写. 其中,取指.回写是与存储器打交道:而译码与执行则是CPU内部自个儿的操作. 我们究竟想要CPU干什么?     CPU的最终目的不是计算,不是把计算结果存储在通用寄存器中.CPU的最终目的应该是按照次序不断的修改存储设备的存储内容. 利用CPU来显示,来唱歌······只有CPU把计算的结果存放在存储设备中的时候(姑且把修改特殊功能寄存器的值也看做是修改存储器的内容),才能实现这些功能.正如假设霍金有个很好的

1. Microprocessor Design Principales and Practrices with VHDL  特点:电路与VHDL一一对应,比较清楚,而且还用MAX+plus进行仿真 2. VLSI概论 谢水瑞 比较简单和清楚 3. The designer's guide to VHDL 3rd Peter J.Ashenden 例子比较多 4. CPU Design : Answers to FAQ springer 5. Verilog数字系统设计-RTL综合.测试平台与验

写在前面:本博客内容为本人老师原创,严禁任何形式的转载!本博客只允许放在博客园(.cnblogs.com),如果您在其他网站看到这篇博文,请通过下面这个唯一的合法链接转到原文! 本博客全网唯一合法URL:http://www.cnblogs.com/acm-icpcer/p/9291767.html 1.指令集设计: CPU的指令类型根据其操作的不同,可以分为下面七类. (1)计算类指令(Computational) 计算类指令用于执行算术操作,乘/除,逻辑操作和对寄存器进行移位操作.这些指令有

verilog实现的16位CPU设计 整体电路图 CPU状态图 idle代表没有工作,exec代表在工作 实验设计思路 五级流水线,增加硬件消耗换取时间的做法. 具体每一部分写什么将由代码部分指明. 完整代码 headfile.v 头文件定义.包含整个工程中的特殊变量定义.后文中只用到gr0到gr3部分,因此该部分没写gr4到gr7,有需要的同学请自行加上. `ifndef HEADFILE_H_ //State for CPU `define idle 1'b0 `define exec 1'

目录 写在前面 单周期cpu设计代码讲解 概念回顾 Verilog代码讲解 写在前面 欢迎转载,转载请说明出处. 单周期cpu设计代码讲解 概念回顾 一.电子计算机的部件 分为:中央处理器(cpu).内部存储器(Memory).输入/输出(I/O)设备,以及连接它们的总线(Bus).下图为图示,注意色块的区分. 二.cpu 又包括控制器(Controller)和数据通路(Data Path).下图为图示,注意色块区分. 三.控制器 分为主控(Main Control)和局控(Local Cont

终于有点时间了,恰好多周期的设计也已经完成,其实只想写写多周期的,无奈单周期补上才好,哈哈哈~ —————+—————黄金分割线—————+————— 首先要理解什么叫单周期CPU(与后面多周期CPU对比)单周期CPU指的是一条指令的执行在一个时钟周期内完成,然后开始下一条指令的执行,即一条指令用一个时钟周期完成. 单周期CPU的功能:能够实现一些指令功能操作.需设计的指令与格式如下: ==>算术运算指令 (1)add rd , rs, rt  (说明:以助记符表示,是汇编指令:以代码表示,是机

我记得这是2016春季学期搞得,参考和学习了很多别人的东西,这里小小的总结一下,逻辑性还不是太强,还需要好好整理 首先是指令集 CPU架构 外部接线架构 指令格式 机器状态自动机 这部分忘了,汗 这部分也忘了 忘了 忘了 回写逻辑 计组物理实验所用 μAi表示微地址的一个bit,i表示哪一位 上述机器的指令译码逻辑图 寄存器译码逻辑图 该机器下微程序设计示例 上述微程序地址对应指令为 关于74LS299B 一些概念解释 实现流水线CPU的关键是如何解决冲突 在我们之前的测试中可以看到,指令之间加

本栏目将实现一个简单cpu(8-32位)的设计,使用xinlink spatan6平台

一款CPU是如何设计出来的? 前面一段,我们了解了芯片的制造过程,也就是如何从沙子中提取硅.把硅切成片,在片上通过离子注入实现PN结.实现各种二极管.三极管.CMOS管.从而实现千万门级大规模集成电路的大致流程.接下来,我们继续了解一下,一款CPU是如何设计出来的.集成电路设计一般分为模拟IC设计.数字IC设计以及数模混合等.而数字IC设计,比如设计一款ARM Soc CPU芯片的基本流程如下: 1)设计芯片规格:根据需求,设计出基本的框架.功能.模块划分.有些复杂的芯片可能还需要建模.使用MA

总算解决一大心头之患了,比想象中容易,通宵两夜,刷完了十个实验,这个实验就是最后的了.感慨颇多.特地写篇总结. 想做一件事,就立马去做把.你会发现没那么困难,往往最大的困难,是心里的困难. 培养了HDL(Hardware Description Language)思维,并行,串行混合.它先是一个电路,再才是一个程序,电路为主,程序为辅,用RTL的思维去思考. 这个实验也不怎么难,就是一个大的模拟题,当年ACM给我良好的代码功底受益颇多. 能硬件级别揣摩CPU的一点点运行方式,但是还有很多疑问,需

目前研究人员正抓紧检查 Linux 内核的安全问题,与此同时,微软也预计将在本月补丁日公开介绍 Windows 操作系统的相关变更. 而 Linux 和 Windows 系统的这些更新势必会对 Intel 的产品线造成冲击,预计可能会出现 5% 到 30% 的性能下降,具体还和处理器型号有关. 苹果的 macOS 也将需要进行更新,此缺陷也影响 Intel x86-64 的硬件,并且通过 microcode 更新无法解决此问题,必须是在系统级别的软件中进行修复,或者购买新的处理器. 过去十多年中

各种名词 标量流水线 超级流水线 超标量流水线与多发射技术 经典五级流水线 IF |Instruction Fetch,取指 ID |Instruction Decode,译码 EX |Execute,执行 MEM| Memory Access,内存数据读或者写 WB |Write Back,数据写回到通用寄存器中 并不是所有指令都要经过这五个阶段,例如运算指令在内存读写阶段并没有什么事情干. 译码的同时,立即数或寄存器的数据也要准备送到ALU中,执行阶段,运算指令执行运算,load等指令需要计

写在前面:本博客为本人原创,严禁任何形式的转载!本博客只允许放在博客园(.cnblogs.com),如果您在其他网站看到这篇博文,请通过下面这个唯一的合法链接转到原文! 本博客全网唯一合法URL:http://www.cnblogs.com/acm-icpcer/p/9289857.html (1)shift: module shift (d,sa,right,arith,sh); :] d; :] sa; input right,arith; :] sh; :] sh; always @* b

16位CPU多周期设计 这个工程完成了16位CPU的多周期设计,模块化设计,有包含必要的分析说明. 多周期CPU结构图 多周期CPU设计真值表 对应某一指令的情况,但仅当对应周期时才为对应的输出,不是组合逻辑 设计思路 Instruction/Data Memory: 一共有两种模式: 1. 输入8位的地址PC,输出对应内存的16位指令内容 2. 输入8位的地址Address,输出对应内存的DataMemory的内容 输入写入内容WD,当WE写入信号为真的时候,写入到地址为Address的内存里

verilog实现的16位CPU单周期设计 这个工程完成了16位CPU的单周期设计,模块化设计,包含对于关键指令的仿真与设计,有包含必要的分析说明. 单周期CPU结构图 单周期CPU设计真值表与结构图 该CPU用到的指令集,16位8个通用寄存器 设计思路 Instruction Memory: 输入8位的PC指令,输出对应内存的16位指令 Control Unit 输入16位的指令,根据真值表,输出对应结果 Register File 输入三个地址和写入内容,写入信号,输出两个地址对应的内容 由

版权申明:本文为博主窗户(Colin Cai)原创,欢迎转帖.如要转贴,必须注明原文网址 http://www.cnblogs.com/Colin-Cai/p/8254096.html 作者:窗户 QQ:6679072 E-mail:6679072@qq.com 前几天写了一篇<如何设计一个电子计算器>,一个朋友看了之后说实在太low,好吧,依照他的意思,那我就采用文中FPGA设计的方式,然后自己从指令集设计.cpu设计.汇编器设计.汇编程序设计一路设计过去,再多写个几篇水文,组一个系列,取名

版权申明:本文为博主窗户(Colin Cai)原创,欢迎转帖.如要转贴,必须注明原文网址 http://www.cnblogs.com/Colin-Cai/p/8278418.html 作者:窗户 QQ:6679072 E-mail:6679072@qq.com 前几天写了一篇<如何设计一个电子计算器>,一个朋友看了之后说实在太low,好吧,依照他的意思,那我就采用文中FPGA设计的方式,然后自己从指令集设计.cpu设计.汇编器设计.汇编程序设计一路设计过去,完全从零开始设计,再多写个几篇水文

一.CPU组成 1.组成: ALU:算术逻辑单元,完成数据的实际计算或处理 控制器:控制数据的移入移出CPU 寄存器:由一组存储位置极小的内部存储器组成 CPU内部总线:在各寄存器和ALU之间传送数据 2.CPU要完成的任务: 取指令:从存储器(主存.cache.寄存器)读取指令 解释指令:对指令进行译码 处理指令:对数据完成算术或逻辑运算 写数据:运算结果数据写到存储器或I/0模块 二.寄存器组成 1.组成: 用户可见寄存器:允许机器语言或汇编语言的编程人员通过优化寄存器的使用而减少对主存的访

<30天自制操作系统>笔记(06)——CPU的32位模式 进度回顾 上一篇中实现了启用鼠标.键盘的功能.屏幕上会显示出用户按键.点击鼠标的情况.这是通过设置硬件的中断函数实现的,可以说硬件本身的设计就具有事件驱动的性质,所以软件层面上才有基于事件的消息机制. 但上一篇没有说明中断的来龙去脉,本篇就从头到尾描述一下CPU与此相关的设置问题. Segment 32位的CPU使用32条地址线,能区分232=4G个内存地址.每个内存地址都有1Byte的内容. 分段,就是将4GB的内存分成很多块(blo

verilog实现16位五级流水线的CPU带Hazard冲突处理 该文是基于博主之前一篇博客http://www.cnblogs.com/wsine/p/4292869.html所增加的Hazard处理,相同的内容就不重复写了,可点击链接查看之前的博客. CPU设计 该处理器的五级流水线设计: 类似于MIPS体系架构依据流水线结构设计.只要CPU从缓存中获取数据,那么执行每条MIPS指令就被分成五个流水阶段,并且每个阶段占用固定的时间,通常是只耗费一个处理器时钟周期. 处理器在设计时,将处理器的