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使用Verilog编写的单周期31条指令的CPU。

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简介：
课程设计“计算机组成原理”的要求是完成31条单周期CPU的实现，代码中包含了详细的注释，以便学生能够根据自身的需求进行必要的调整和修改。

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  • 单周期CPU的31条指令
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    本文详细介绍了构建于单周期数据通路之上的经典计算机架构中的31条基本指令，包括每条指令的工作原理及应用场景。 采用单周期方式实现了MIPS的31条指令。提供了包含这31条指令仿真测试的coe文件以及每一条指令单独测试文件和测试结果，在Vivado2016和Modelsim上验证通过。
     
  • 单周期CPU的31条MIPS指令
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    本项目详细介绍并实现了一个能够执行31条基本MIPS指令的单周期CPU设计。通过Verilog硬件描述语言编程，展示了数据路径、控制单元及寄存器组的具体构造方法。 本科生计算机组成原理课程大作业使用Xilinx N4开发板实验实现31条MIPS指令单周期CPU，该设计可以通过前仿真但不能下载到硬件板上运行，具体原因尚未查明。
     
  • 基于Verilog的31指令单周期CPU
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    本项目设计并实现了一个包含31条指令集的单周期CPU，采用Verilog语言描述硬件逻辑。此CPU适用于教学与研究用途。 计算机组成原理课程设计要求完成一个包含31条指令的单周期CPU实现。代码中有详细的注释，并可以根据需要进行适当修改。
     
  • 单周期CPU的Verilog代码及九条指令的汇编代码
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    本项目提供了一个简单的单周期CPU的Verilog硬件描述语言实现，并附带了该CPU支持的九条基本指令的汇编代码示例，适用于学习计算机体系结构和数字电路设计。 Verilog单周期CPU代码及汇编代码能够完美运行各种指令。
     
  • 单周期CPU设计的18条指令
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    本文档详细介绍了基于Verilog语言实现的一个包含18条基本指令的单周期CPU的设计过程与架构分析。 ZJU计算机组成课程作业包含各部件代码，支持18条指令，包括slt、lui、slr、sll、jr、jal等指令。
     
  • 31条指令的CPU
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    这款CPU仅包含31条基础指令，通过精简设计实现高效能与低功耗，在嵌入式系统和物联网设备中表现出色。 在计算机科学领域中，CPU（中央处理器）是计算机系统的核心组件之一，负责执行软件程序中的指令。本项目使用Verilog硬件描述语言设计了一个包含31条指令的单周期CPU，并可以直接部署到名为Nexy4的开发板上进行验证。该设计方案借鉴了MIPS架构的基础部分，后者广泛应用于教育和嵌入式系统。 此CPU的设计包括以下几个关键模块： 1. **控制单元（Control Unit）**：负责解析指令并生成相应的控制信号以协调其他组件的工作，如读取、执行指令以及存储数据等操作。 2. **寄存器文件（Register File）**：用于保存CPU内部的数据，例如临时结果和状态信息。在本设计中，它可能支持32位宽的字节长度。 3. **算术逻辑单元（ALU）**：负责执行基本的算术运算如加法、减法及逻辑操作如与、或等，并且还能够处理特定功能的操作，比如求符号值。 4. **移位器（Bshifter32_carry.v）**：用于进行数据的位移动作，可以是无进位的逻辑左/右移或者有进位的算术左/右移操作。 5. **指令内存（Instruction Memory, IMEM）**：存储程序机器码的地方。IMEM从这里读取指令供CPU执行。 6. **数据存储器（Data Memory）**：用于保存程序处理的数据，尽管在提供的文件列表中没有直接提到这一部分的实现细节，在实际设计中是必不可少的一部分。 单周期的设计意味着每个指令在一个时钟周期内完成执行。虽然这简化了硬件设计，但同时也限制了CPU的性能表现。相对地，多周期设计方案则会将不同的操作分散到多个时间步骤来提高效率，但这增加了系统的复杂性。 在MIPS架构中包含的基本指令集可能包括加载/存储、算术运算、逻辑处理、分支跳转以及系统级命令等类型。这些指令的设计和交互需要精确的时序控制以确保正确性和一致性。 此项目为学习数字逻辑设计、计算机体系结构及Verilog编程提供了一个很好的机会，通过它你能深入了解CPU的工作原理，并且掌握如何将高级语言指令转换成硬件操作的具体方法。
     
  • 基于 Verilog 的单周期 MIPS CPU 设计（支持42条指令）
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    本项目设计并实现了一个基于Verilog语言的单周期MIPS处理器，能够执行包括算术、逻辑和控制转移在内的42种不同指令。 实验内容（ISA2新增3条指令） - 使用硬件描述语言（Verilog）设计MIPS CPU，支持以下指令集： - ISA1 = {ADD/ADDU/SUB/SUBU/SLL/SRL/SRA/SLLV/SRLV/SRAV/AND/OR/XOR/NOR/SLT/SLTU/ADDI/ADDIU/ANDI/ORI/XORI/LUI/SLTI/SLTIU/LB/LBU/LH/LHU/LW/SB/SH/SW/BEQ/BNE/BGEZ/BGTZ/BLEZ/BLTZ/J/JAL/JR/JALR}，共42条指令。 - ISA2 = {add, sub, addu, subu, addi, ori, lui, and, andi, or,nor，slt, sltu, sll, srl,sllv,srlv,lw,sw,beq,bne,j,jal,jr}，共24条指令。 - 使用仿真软件Modelsim对存在数据冒险和控制冒险的汇编程序进行仿真实验。实验文件包含源代码以及详细的实验报告。
     
  • 基于Verilog的单周期十指令CPU设计
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    本项目基于Verilog语言实现了一个包含十种基本指令的单周期CPU的设计与仿真，适用于计算机体系结构教学和小型嵌入式系统应用。 课程设计完成了一个包含十条指令的单周期CPU。源代码在提供的压缩包里，可以参考使用。如果无法运行，请寻求帮助。
     
  • 基于Verilog实现的MIPS指令集54条单周期CPU设计
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    本项目采用Verilog语言实现了包含54条指令的MIPS简化版单周期CPU设计，旨在研究计算机体系结构与硬件描述语言的应用。 在计算机组成原理课程设计中，我完成了一个简单的单周期54条MIPS CPU的设计任务。整个实现过程主要是通过查阅网上的资料来逐步解决的。
     
  • 多周期CPU的54条MIPS指令
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    本文探讨了在多周期CPU架构中实现54条MIPS标准指令的方法，深入分析每条指令的执行流程和硬件设计需求。 本科生计算机组成原理课程的大作业使用了Xilinx N4开发板，在实验过程中实现了包含54条指令的多周期MIPS指令集CPU的设计。