P6设计文档wzk1

【P6设计文档wzk1】是关于计算机组成原理课程设计的一个实验报告，主要涉及到处理器中的数据通路设计，包括F级、D级和EX级的组合逻辑模块。以下是详细的知识点解析： **1. F级组合逻辑** F级主要包括多路选择器MUX_PC、PC模块和IF模块。其主要功能是根据当前指令的操作码选择下一条指令的PC值，以及处理暂停和使能信号。PC模块在接收到时钟信号和复位信号时会进行相应操作，如复位后PC会被设置为0x00003000，当en信号为0或stall_mult信号为1时，PC值暂停不变。 **2. IF端口** IF模块包含了指令寄存器im和PC端口，负责读取指令和提供当前指令的PC值。IF的功能包括读取code.txt中的指令、输出指令操作码以及计算PC+4的值。 **3. D级组合逻辑** D级涉及到了MFCMP1D和MFCMP2D转发多路选择器，它们确保数据转发到比较器时是最新的。ID模块包含了RF寄存器、EXT单元、CMP和NPC单元。RF寄存器可以读取rs和rt寄存器的值，EXT单元扩展立即数，CMP单元进行比较，NPC单元计算跳转类指令的NPC。ID模块的功能包括根据IR值读取控制信号、操作数，回写寄存器，扩展立即数以及计算NPC。 **4. EX级组合逻辑** EX级包括MFALUAE和MFALUBE转发多选器，确保ALU接收的数据是最新的。MUX_ALUA和MUX_ALUB根据指令计算ALU的两个运算数。ALU模块执行各种算术逻辑运算，如加、减、比较等。MD模块处理乘除法运算，包含HI和LO寄存器来存储运算结果。 **5. 端口定义** 各个模块的端口定义详细描述了输入和输出信号，如PC、IF、ID和ALU的端口，这些定义明确了每个信号的作用，如使能信号、时钟信号、复位信号以及不同级别的PC和操作数。 通过这个设计，我们可以学习到处理器数据通路设计的基本原理，理解如何通过组合逻辑实现指令的读取、解码、执行以及结果的计算和存储。同时，也了解了处理器中的关键部件，如PC、ALU和乘除法单元的工作方式。这些知识对于深入理解计算机体系结构至关重要。