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《计算机组成原理》课程实践
题目：单周期MIPSCPU设计
学号：__________
姓名：李兴旺
班级：软件20-1______________
学院：计算机科学与工程学院
山东科技大学
2022年6月
课程实践：单周期MIPSCPU设计
1.目的与要
1）本课程要求据所学计算机组成原理的相关知识，结合实验内容，基于
EDA环境设计一个简易CPU,并能利用EDA等现代仿真工具建立研究对象的模
型，模拟系统设计的正确性。
2）学生掌握控制器设计的基本原理，能利用硬布线控制器的设计原理在
Logisim平台中设计实现MIPSCPU。
2.实验内容
对照多周期MIPS处理器数据通路图，采用微程序控制器的设计方法实现控
制器，构造多周期MIPS处理器，要求能支持表中的8条MIPS核心指令，最终
设计实现的MIPS处理器能运行实验包中的冒泡排序测试程序，该程序自动在数
据存储器0~15号字单元中写入16个数据，然后利用冒泡排序将数据升序拄序。
实验电路应能自动统计指令数目、时钟周期数。
3.实验过程与方案
OPCunc
jgoooojfcjOiUiU.OP
(OP][FUNC|[疝塞可
指令烽回信号
ttMIPS指令RTL功能描述
1addSrd.Srs.SrtR[$rd]^-R[$rs]+R[$rt]溢出时产生异常,且不修改R[$rd]
2sitSrd,Srs.SrtR[Srd]-R[$rs]R[Srt]小于置1,有符号比较
3addi$rt.$rs.immR[$rt]*-R[$rs]+SignExti6t)(imm溢出产生异常
4IwSrt.ininUSrs)R[$gl^Mem4B(R[$rs]+SignExti6b(imm))
5swSrt.iinin(Srs)Mem4B(R[$El±SignExti6b(imm))—R[$rt]
6beqSrs.Srt.immif(R[Srs]=RFSrtnPC-PC+SignExtiM{imm,00})
7bne$rs.$rt.inimif{R[Srs]_t=R[Srt])PC-PC+SignExti8b((inim,00})
8syscall系统调用，这里用于停机
4.电路框架
####电路引脚
I信号I输入/输出位宽I功能描述I
CLK|输入|1|时钟信号|
PC|输出|32|程序寄存器的值|
IRI输出|32|当前指令字|
Regritel输出|1|寄存器文件写使能控制信号|
RDin|输出|32|寄存器文件写入端口的数据|
Memritel输出|1|存储器写使能控制信号|
MDin|输出|32|存储器写入端口的数据|
4.实验电路测试
指令谙倒邃辑
给出WW的海文型ALU_OP与。P、Fune2赳的对（5关系
给出曾他的涉超女班对防指令许有（8号
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