(完整 word 版)《单周期 CPU 设计》实验报告
功能：if(rs=rt) pc←pc + 4 + (sign-extend)immediate <<2；
特别说明：immediate 是从 PC+4 地址开始和转移到的指令之间指令条数
。
immediate 符号扩展之后
左移 2 位再相加。为什么要左移 2 位？由于跳转到的指令地址肯定是 4 的倍数（每条指令占 4 个字节），
最低两位是“00”，因此将 immediate 放进指令码中的时候，是右移了 2 位的，也就是以上说的“指令之
间指令条数”。
==> 停机指令
（11）halt
111111 00000000000000000000000000(26 位)
功能：停机；不改变 PC 的值，PC 保持不变。
三.
实验原理
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。电平从低到高变化的瞬间称为时钟上升沿，两个相邻时钟上升沿之间的时间间隔
称为一个时钟周期。时钟周期一般也称振荡周期（
如果晶振的输出没有经过分频就直接作为 CPU 的工作时钟，则时
钟周期就等于振荡周期。若振荡周期经二分频后形成时钟脉冲信号作为 CPU 的工作时钟，这样，时钟周期就是振荡周期的
两倍。
）
CPU 在处理指令时，一般需要经过以下几个步骤：
(1) 取指令(IF)：根据程序计数器 PC 中的指令地址，从存储器中取出一条指令，同时，PC 根据指令字
长度自动递增产生下一条指令所需要的指令地址，但遇到“地址转移”指令时，则控制器把“转移地址”送
入 PC，当然得到的“地址”需要做些变换才送入 PC。
(2) 指令译码(ID)：对取指令操作中得到的指令进行分析并译码，确定这条指令需要完成的操作，从而
产生相应的操作控制信号，用于驱动执行状态中的各种操作。
(3) 指令执行(EXE)：根据指令译码得到的操作控制信号，具体地执行指令动作，然后转移到结果写回状
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