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《mips單周期cpu實(shí)驗(yàn)報(bào)告》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、~《計(jì)算機(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)報(bào)告（實(shí)驗(yàn)二）學(xué)院名稱：專業(yè)（班級(jí)）：學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：時(shí)間：2017年11月25日成績(jī):~~~實(shí)驗(yàn)二：?jiǎn)沃芷贑PU設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1)掌握單周期CPU數(shù)據(jù)通路圖的構(gòu)成、原理及其設(shè)計(jì)方法；(2)掌握單周期CPU的實(shí)現(xiàn)方法，代碼實(shí)現(xiàn)方法；(3)認(rèn)識(shí)和掌握指令與CPU的關(guān)系；(4)掌握測(cè)試單周期CPU的方法；(5)掌握單周期CPU的實(shí)現(xiàn)方法。二.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)單周期的MIPSCPU，使其能實(shí)現(xiàn)下列指令：==>算術(shù)運(yùn)算指令（1）addrd,rs,rt（說明：以助記符表示，
2、是匯編指令；以代碼表示，是機(jī)器指令）000000rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved功能：rd←rs+rt。reserved為預(yù)留部分，即未用，一般填“0”。（2）addirt,rs,immediate000001rs(5位)rt(5位)immediate(16位)功能：rt←rs+(sign-extend)immediate；immediate符號(hào)擴(kuò)展再參加“加”運(yùn)算。（3）subrd,rs,rt000010rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved功能：rd←rs-rt=
3、=>邏輯運(yùn)算指令（4）orirt,rs,immediate010000rs(5位)rt(5位)immediate(16位)功能：rt←rs
4、(zero-extend)immediate；immediate做“0”擴(kuò)展再參加“或”運(yùn)算。（5）andrd,rs,rt010001rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved功能：rd←rs&rt；邏輯與運(yùn)算。（6）orrd,rs,rt010010rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved功能：rd←rs
5、rt；邏輯或運(yùn)算。==>移位指令（7
6、）sllrd,rt,sa011000未用rt(5位)rd(5位)sareserved功能：rd<－rt<<(zero-extend)sa，左移sa位，(zero-extend)sa==>比較指令（8）sltrd,rs,rt帶符號(hào)數(shù)011100rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved功能：if(rs存儲(chǔ)器讀/寫指令~~~（9）swrt,immediate(rs)寫存儲(chǔ)器100110rs(5位)rt(5位)immedi
7、ate(16位)功能：memory[rs+(sign-extend)immediate]←rt；immediate符號(hào)擴(kuò)展再相加。即將rt寄存器的內(nèi)容保存到rs寄存器內(nèi)容和立即數(shù)符號(hào)擴(kuò)展后的數(shù)相加作為地址的內(nèi)存單元中。（10)lwrt,immediate(rs)讀存儲(chǔ)器100111rs(5位)rt(5位)immediate(16位)功能：rt←memory[rs+(sign-extend)immediate]；immediate符號(hào)擴(kuò)展再相加。即讀取rs寄存器內(nèi)容和立即數(shù)符號(hào)擴(kuò)展后的數(shù)相加作為地址的內(nèi)
8、存單元中的數(shù)，然后保存到rt寄存器中。==>分支指令（11）beqrs,rt,immediate110000rs(5位)rt(5位)immediate(16位)功能：if(rs=rt)pc←pc+4+(sign-extend)immediate<<2elsepc←pc+4特別說明：immediate是從PC+4地址開始和轉(zhuǎn)移到的指令之間指令條數(shù)。immediate符號(hào)擴(kuò)展之后左移2位再相加。為什么要左移2位？由于跳轉(zhuǎn)到的指令地址肯定是4的倍數(shù)（每條指令占4個(gè)字節(jié)），最低兩位是“00”，因此將immed
9、iate放進(jìn)指令碼中的時(shí)候，是右移了2位的，也就是以上說的“指令之間指令條數(shù)”。12）bners,rt,immediate110001rs(5位)rt(5位)immediate功能：if(rs!=rt)pc←pc+4+(sign-extend)immediate<<2elsepc←pc+4特別說明：與beq不同點(diǎn)是，不等時(shí)轉(zhuǎn)移，相等時(shí)順序執(zhí)行。（13）bgtzrs,immediate110010rs(5位)00000immediate功能：if(rs>0)pc←pc+4+(sign-extend)im
10、mediate<<2elsepc←pc+4==>跳轉(zhuǎn)指令（14）jaddr111000addr[27..2]==>停機(jī)指令（15）halt11111100000000000000000000000000(26位)功能：停機(jī)；不改變PC的值，PC保持不變。一.實(shí)驗(yàn)原理1.時(shí)間周期：?jiǎn)沃芷贑PU指的是一條指令的執(zhí)行在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成，然后開始下一條指令的執(zhí)行，即一條指令用一個(gè)時(shí)鐘周期完成。電平從低到高變化的瞬間稱為時(shí)鐘上升沿，兩個(gè)相鄰時(shí)鐘上升沿之間的時(shí)間間
