将陆续上传本人写的新书《自己动手写处理器》（尚未出版），今天是第三篇。我尽量每周四篇 MIPS指令集架构自上世纪80年代出现后。一直在进行着更新换代，从最初的MIPS I到MIPS V，发展到可支持扩展模块的MIPS32、MIPS64系列，再到集成代码压缩技术的microMIPS32、micro.....
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2016-01-10 14:19:44
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将验证我们的OpenMIPS是否实现正确，包含：流水线是否正确、ori指令是否实现正确。在验证之前，需要首先实现指令存储器，以便OpenMIPS从中读取指令。...
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2014-07-26 02:52:56
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前面几章介绍了很多预备知识，也描绘了即将要实现的OpenMIPS处理器的蓝图，各位读者是不是早已摩拳擦掌，迫切希望一展身手了，好吧，本章我们将实现OpenMIPS处理器的第一条指令ori，为什么选择这条指令作为我们实现的第一条指令呢？答案就两个字——简单，指令ori用来实现逻辑“或”运算，选择一条简单的指令有助于我们排除干扰，将注意力集中在流水线结构的实现上，当然也可以选择其它类似的指令，只要简单即可。通过这条简单指令的实现，本章在4.2节将初步建立OpenMIPS的五级流水线结构，当我们在后面章节中实现其...
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2014-07-24 17:47:32
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从本章开始将一步一步地实现教学版OpenMIPS处理器。本章给出了教学版OpenMIPS的系统蓝图，首先介绍了系统的设计目标，其中详细说明了OpenMIPS处理器计划实现的5级流水线。3.2节给出了OpenMIPS处理器的接口示意图，及各个接口的作用。3.3节简单解释了各个源代码文件的作用。最后描述了OpenMIPS处理器的实现方法，读者将发现本书给出的实现方法与现有书籍的方法完全不同，更加易于理解、便于实践。...
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2014-07-23 17:18:42
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上一节实现了一个简化的处理器取指电路，需要通过仿真以验证其功能是否正确，直观的仿真思路就是：给出一个时钟信号，上述电路会在每个时钟信号上升沿将取指地址加1，同时从指令存储器中取出一条指令，观察取指地址是否依次递增，同时观察取出的指令是否是存储器中取指地址对应的指令，如果都符合，那么上述取指电路就实现正确。此处涉及到两个问题。
1、如何在指令存储器中存储指令，也就是指令存储器初始化问题。
2、如何给出时钟信号？
本节将分别解答上述问题，在此基础上，使用ModelSim进行仿真。...
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2014-07-22 14:03:04
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本节将设计一个简化的处理器取指令电路，通过这个例子体会Verilog HDL的使用。
处理器内部一般有一个PC寄存器，其中存储指令地址，正常运行过程中，PC的值会随时间增加，同时从指令存储器中取出对应地址的指令。所以，本节实现的处理器取指令电路，包含两部分：PC模块、指令存储器。...
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2014-07-21 13:37:36
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本书实现的OpenMIPS处理器是使用Verilog HDL编写的，所以本章接下来的几节将介绍Verilog HDL的一些基本知识，包括语法、结构等。因为本书并不是一本讲授Verilog HDL的专门书籍，所以此处介绍的内容并不是Verilog HDL的全部，只是一些基础知识，以及在OpenMIPS处理器实现过程中会使用到的知识。读者如果对Verilog HDL有进一步了解的需求，可以参考相关书籍，这方面有许多非常优秀的书籍。笔者推荐《数字系统设计与Verilog HDL（第4版）》，本章关于Verilog...
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2014-07-16 17:17:51
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Verilog定义的模块一般包括有过程语句，过程语句有两种：initial、always。其中initial常用于仿真中的初始化，其中的语句只执行一次，而always中语句则是不断重复执行的。此外，always过程语句是可综合的，initial过程语句是不可综合的。...
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2014-07-16 16:43:16
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FPGA是可编程逻辑器件（PLD：Programmable Logic Device）的一种。PLD是上世纪70年代发展起来的一种新型器件，它的应用和发展不仅简化了电路设计，降低了开发成本，提高了系统可靠性，而且给数字系统的设计方法带来了革命性的变化。截止到现在，出现了多种工艺、不同原理的PLD，如下。
? PLA（Programmable Logic Array）可编程逻辑阵列
? PAL（Programmable Array Logic）可编程阵列逻辑
? GAL（Generic Array Logic...
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2014-07-14 20:23:02
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在前文介绍RISC的特点时提到一点：大量使用寄存器。这是因为寄存器的存取可以在一个时钟周期内完成，同时也简化了寻址方式。MIPS32的指令中除加载/存储指令外，都是使用寄存器或立即数作为操作数的。MIPS32中的寄存器分为两类：通用寄存器（GPR：General Purpose Register）、特殊寄存器。...
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2014-07-13 18:55:11
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