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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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、microMIPS64。每个MIPS ISA都是其前一个的超集，没有任何遗漏，只有增加新的功能。...
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2014-07-09 09:17:04
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计算机很复杂，可以听歌、看电影、上网、玩游戏，内部是怎么工作的，这个问题太可怕了，太复杂了。
计算机很简单，只有加、减、乘、除、逻辑、移位、转移、存储、加载等几类可以做的操作，太简单了。
复杂？简单？其实取决于个人对事物的认识程度，认识的越多，了解的越深刻，那么就越接近本质，而本质往往都是简单的，比如大名鼎鼎的质能方程，一个简单的式子就解释了质量与能量的关系。
计算机就是一台计算的设备，而且是一台很基础的计算设备，只能计算小学数学课堂上讲授的四则运算，再加上一些并不复杂的与、或、非等逻辑运算，其余诸如平方、...
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2014-07-08 21:12:53
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使用Verilog HDL设计实现了一款兼容MIPS32指令集架构的处理器——OpenMIPS。OpenMIPS处理器具有两个版本，分别是教学版和实践版。教学版的主要设想是尽量简单，处理器的运行情况比较理想化，与教科书相似，便于使用其进行教学、学术研究和讨论，也有助于学生理解课堂上讲授的知识。实践版的设计目标是能完成特定功能，发挥实际作用。...
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2014-07-06 11:36:50
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可编程中断控制器Programmable Interrupt Controller（PIC）用来响应各种中断事件，如：键盘事件、串口数据到达等，PIC收集所有的中断，并通知CPU中断到达，后者转入到中断处理例程进行处理。OR1200最多支持32个中断。其功能实现主要依靠两个特殊寄存器：中断屏蔽寄存器PICMR、中断状态寄存器PICSR。通过PICMR可以设置是否屏蔽某些中断，通过PICSR可以知道中断源的信息。...
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2014-07-04 08:13:56
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