控制器设计：MIPS单周期CPU

一、实验要求

利用运算器实验，存储系统实验中构建的运算器、寄存器文件、存储系统等部件以及 Logisim 中其它功能部件，构建一个32位 MIPS CPU 单周期处理器。完成设计后，加载 sort.hex 程序，测试排序功能。

二、实验原理（实验准备）

1.电路1

一：单周期MIPS

（1）CPU组成

（2）控制器：产生控制信号序列的逻辑电路。
控制器取指令数据通路：

控制器执行指令的过程：指令字——>控制信号序列——>数据通路；
（3）操作控制器：

（4）单周期MIPS控制器设计：

（5）单周期MIPS数据通路：

（6）参考电路：

二：单周期硬布线控制器

（1）指令译码逻辑：
syscall:系统调用，这里用于停机。

单周期MIPS CPU 指令格式：

R型：== op字段始终为0==。在此实验中add、slt为R型。
注意：由func决定。如add的func是10 0000，表示20。在logisim中用常量20来连接。

I型：看Op字段

 

（2）ALU控制器逻辑:
如ADD的运算操作码为0101，即十进制的5。在logisim中接常量5。
注意：只有运行STL指令时，需要选择比较运算，其余都是加法运算。所以比较器那里接slt的func字段。

（3）指令译码信号：

三、实验设计

1.电路1

2.电路2

四、实验总结

问题：在平台提交的时候提示 cannot find Jar library cs3410.jar。
体会：出现以上故障，是因为本地 cs3410.jar 和测试平台中的 cs3410.jar 路径不一 样导致的。一般建议本地的 jar 文件和 cpu.circ 文件在同一目录下，如果出现这个问题，可以调整将本地 cs3410.jar 先移动到 cpu.circ 同目录下后，打开 cpu.circ，logisim 会提示找不到 cs3410.jar，重新指向同目录 cs3410.jar，存盘退出，再重新上传电路文本内容，即可解决这个问题。