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上传时间: 2022-05-21 16:52:06
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体系结构实验资料说明
1 实验材料-静态5级流水 MIPS CPU实现.docx 实验内容文档
2 体系结构实验课_V1.ppt 讲解PPT
3 报告模板.docx 报告封皮
4 Basys3实验指导手册-V1.0.pdf basys3 板卡资料
5 verilog示例代码rtl_code ppt讲解代码示例(流水线代码,单周期CPU代码)
6 pipelinecpu_prj_err 方案1题目建立的工程(工程示例,未调试通过。1,修改CPU设计代码 2,testbench验证 3.下载板卡验证)
6.2 pipelinecpu_code 方案1原始代码,未创建工程
7 minimipsb3 柴可版本的实验题目(方案2)
8 mips编译器 用于编译生成2进制文件
静态5级流水 MIPS CPU实现
1 实验目的
1. 掌握流水处理器设计原理。
2. 熟悉并运用verilog语言进行电路设计。
2 实验设备
1. 装有Xilinx Vivado的计算机一台。
2. Basys-3实验板一块。
3 实验任务
1) 设计一款静态5级流水简单MIPS CPU。
基于单周期MIPS处理器设计,修改完成5级流水的MIPS处理器,5级流水的时空图如图1所示。
2) 本次课程设计的设计框图。
5个部件都是同时运转,但对每条指令而言,依然是依次工作的,如图2所示。
3) 流水线处理器设计要求
本次实验内容暂不考虑前递技术,主要实现阻塞控制。
MIPS架构有延迟槽设定,处理器设计要支持延迟槽技术。
MIPS 架构中分支和跳转指令参与计算的PC 值均为延迟槽指令对应的PC(即分支跳转指令的PC+4),在本课程设计中尤其需要注意这一点。比如一条指令“beq,r0,r0,#2”在不考虑延迟槽的多周期CPU 中,其跳转的目标地址为beq 指令后面的第2条。而在考虑延迟槽的流水CPU 中,其跳转的目标地址为beq 指令后面的第3 条(即延迟槽指令后面的第2 条)。在编写测试程序时就需要注意分支跳转指令的偏移量。
4)指令系统
4 设计步骤
1) 分析掌握单周期MIPS处理的设计框图和设计代码。
2) 对单周期处理器进行流水线改造。
3) 通过IP核形式增加指令存储器和数据存储器。
4) 完成SOC顶层设计
顶层接口信号描述
5) 编写测试程序和testbench进行仿真测试。
6)(进阶设计内容)增加数码管单元,下载板卡调试。
哈工大威海体系结构实验报告包含代码