杭电计组实验7 取指令与指令译码实验.doc

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1、杭州电子科技大学计算机学院实验报告实验项目：课程名称：计算机组成原理与系统结构课程设计姓名：　学号：同组姓名：　　学号：　　实验位置（机号）：实验日期：　　　　　　指导教师：实验内容（算法、程序、步骤和方法）一、实验目的（1）学习指令存储器的设计（2）掌握CPU取指令操作与译码的方法和过程二、实验仪器ISE工具三、步骤、方法实验过程和描述：1、指令存储器：是只读存储器，只提供读权限，数据通路不能改写指令。在任意时刻，指令存储器都是依据指令的地址来啊读取其中的指令代码，不需要读控制信号。2、程序计数器PC：是CPU的重要寄存器，存放32位的指令地址，提供存储器来执行取指令

2、的操作。3、PC自增加法器：用于完成PC的自增操作。CPU每次根据PC从指令存储器取出一条指令后，就应该将PC指向下一条指令。4、综上所述，在本实验中，取指令操作是：根据PC的内容到指令存储器中取指令，然后PC+4=PC。在执行指令期间，因为要保持从指令存储器中取出的指令不变，那么也就要求PC的内容不变，因此PC+4的值必须在下个指令周期开始时赋值给PC。操作过程及结果一，操作过程实验过程和描述：1、PC模块的代码modulepc(inst_code,clk,reset,PC,PC_new);inputclk;outputwire[31:0]inst_code;inpu

3、treset;outputreg[31:0]PC;output[31:0]PC_new;assignPC_new=PC+4;romFA0(clk,PC[7:2],inst_code);always@(posedgeclkorposedgereset)beginif(reset)beginPC<=32'H00000000;endelsebeginPC<=PC_new;endendendmodule2、ROM模块的调用代码modulerom(clk,addr,douta);inputclk;input[7:2]addr;output[31:0]douta;rom_dyour

4、_instance_name(.clka(clk),//inputclka.addra(addr[7:2]),//input[5:0]addra.douta(douta)//output[31:0]douta);EndmoduleRTL图二、结果思考题：（1）PC地址读出指令代码关联文件中指令代码00000000h000008270000082700000004h0001102b0001102b00000008h00421820004218200000000Ch006220200062202000000010h008328200083282000000014h00a33

5、02000a3302000000018h00463804004638040000001Ch00a6482000a6482000000020h012640040126400400000024h002848260028482600000028h01215020012150200000002Ch010758220107582200000030h012c6824012c682400000034h012c7025012c702500000038h00c7782500c778250000003Ch00c7802700c78027取出的指令代码和指令存储器关联文件中的指令代码一致。（

6、2）复位后第一次按动clk按钮读出的是第0号单元指令。实验体会学习了指令存储器的设计。通过MemoryIP核生成一个只读存储器作为指令存储器并给去指令模块调用，设计实现了一个能够依次读出指令存储器指令代码的去指令模块。能够将实验正确地仿真以及下到板上验证,正确显示。掌握CPU去指令操作与指令译码的方法和过程。。指导教师评议实验步骤写的时候，最好自己按照所做步骤写，二人不要一模一样。成绩：　　指导教师签名：