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一款简单的RISCCPU 声明：本文并非本人设计的MCU，而是对一本教材中的代码进行了调试，将调试过程中的心得拿来与像我一样的新手一起分享。 参考教材：《Verilog数字系统设计教程》 夏宇闻著 北京航空航天大学出版社 第九讲 简化的RISC_CPU设计。 心得：这款CPU很简单，不能用于实际，但是这款CPU的工作原理，设计思想，指令的分配都与能应用于实际的CPU设计一样，以此为基础，我想通过努力我们任何一个人都可以设计一个能用于实际的RISC_CPU，我曾见过一个款PIC单片机，其指令格式与寻址方式与其都大同小异，只是略为复杂一点而已。这款CPU虽不能用于实际，但对于我们新手来说，直接拿一款很是复杂的CPU来调试可能比较困难，很难掌握CPU的工作原理，有时会打击自信心，而这款MCU很简单，却有着任何一款MCU都存在的工作原理，让我们有一个从简单到复杂的缓冲。 下面说来说一下MCU中的各个部分： 指令系统： 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 （指 令） （ 地 址 ） 我们可以做一下修改，将指令改为4位的，这样我们就可以做出一个有16个指令的CPU了，但是这样做就会使CPU的寻址范围变为4K。为什么？指令的格式是16位的，指令用去4位，只剩下12位地址了。 指令设置： 000 HLT 空操作，相当于其它单片机中的NOP指令。 001 SKZ 条件跳转指令，如果ALU的结果为0就跳过一条指令再执行代码。 010 ADD 加法操作，指令中指出的地址内容与A寄存器中的内容相加，结果存回A寄存器。 011 AND 按位与操作。 100 XOR 异或操作。 101 LDA 读数操作，将指令指出地址的内容读入A寄存器。 110 STO 存数操作，将数据存入指令中指向的地址。 111 JMP 无条件跳转指令，程序跳转到指令指出的地址中去执行代码。 程序代码的核心是machine.v,这里是CPU设计的精华部分，希望大家能够理解原作者的思路，如果有什么地方有疑问， HYPERLINK mailto:可以发信到vongy@126.com 可以发信到vongy@126.com我会及时回复。另外，程序内容放在rom_data中，读者可以用记事本打修改，里面的内容是逐次验证了CPU支持的八条指令。 所有指令均仿真通过，但在仿真过程中对原程序略作修改，使之工作过程更符合新手的理解（但我不知道这样改动之后会不会降低执行效率）。 我将整个工程打包上传，仿真环境为ModelSim SE PLUS 6.1b ,读者直接用MODELSIM打开工程和WAVE.DO即可看到仿真结果。希望大家能找到这本书，与之对比，更好的理解其工作原理。 祝君学习愉快！ By VON 2006 光棍节