Verilog MIPS32 CPU（八）-- 控制器

 

  • Verilog MIPS32 CPU（一）-- PC寄存器
  • Verilog MIPS32 CPU（二）-- Regfiles
  • Verilog MIPS32 CPU（三）-- ALU
  • Verilog MIPS32 CPU（四）-- RAM
  • Verilog MIPS32 CPU（五）-- CP0
  • Verilog MIPS32 CPU（六）-- MDU
  • Verilog MIPS32 CPU（七）-- DIV、DIVU
  • Verilog MIPS32 CPU（八）-- 控制器

 

module CtrlUnit(input [31:0] instr,input [31:0] rdata1, rdata2,input [31:0] pc,ram_data,hi,lo,alu_r,cop_data,mul_out,input [31:0] exc_addr,input clk,output mtc0,eret,teq_exc,output reg [2:0] mdu,output reg reg_wena,output ram_wena,output reg [3:0] cause,output [4:0] rs,rt,rd,waddr,output reg [31:0] wdata,reg_data,output [31:0] ram_addr,output reg [31:0] pc_in,output reg [31:0] alu_a,alu_b,output reg [3:0] alu_op);//******MIPS-55*********//
    parameter   //SPECIAL OP LIST   5-0ADDU    =   6'b100001,SUBU    =   6'b100011,ADD     =   6'b100000,SUB     =   6'b100010,AND     =   6'b100100,OR      =   6'b100101,XOR     =   6'b100110,NOR     =   6'b100111,SLT     =   6'b101010,SLTU    =   6'b101011,SRL     =   6'b000010,SRA     =   6'b000011,SLL     =   6'b000000,SLLV    =   6'b000100,SRLV    =   6'b000110,SRAV    =   6'b000111,JR      =   6'b001000,JALR    =   6'b001001,MULT    =    6'b011000,MULTU   =   6'b011001,DIV     =   6'b011010,DIVU    =   6'b011011,MFHI    =   6'b010000,MFLO    =   6'b010010,MTHI    =   6'b010001,MTLO    =   6'b010011,BREAK   =   6'b001101,SYSCALL =   6'b001100,TEQ     =   6'b110100,//SPECIAL 2 funcCLZ        =   6'b100000,MUL        =   6'b000010,//REGIMM OP LIST 20-16BLTZ    =   5'b00000,BGEZ    =   5'b00001,//COP0 OP LIST ERET    =   6'b011000,  //5-0&&25TH=1MFC0    =   5'b00000,   //20-16MTC0    =   5'b00100,//OPCODE FIELD  31-26ADDI    =   6'b001000,ADDIU   =   6'b001001,ANDI    =   6'b001100,ORI     =   6'b001101,XORI    =   6'b001110,LW      =   6'b100011,SW      =   6'b101011,BEQ     =   6'b000100,BNE     =   6'b000101,BLEZ    =   6'b000110,BGTZ    =   6'b000111,SLTI    =   6'b001010,SLTIU   =   6'b001011,LUI     =   6'b001111,J       =   6'b000010,JAL     =   6'b000011,LB      =   6'b100000,//    Load Byte Function=6'h24    LBU     =   6'b100100,//    1Load Byte Unsigned LH      =   6'b100001,//    Load high LHU     =   6'b100101,//    Load High UnsignedSB      =   6'b101000,//    Send ByteSH      =   6'b101001,//    Send High
                SPECIAL =   6'b000000,SPECIAL2=    6'b011100,REGIMM  =   6'b000001,COP0    =   6'b010000;  //ALU OPCODE                parameter   _ADDU   =   4'b0000;    //r=a+b unsignedparameter   _ADD    =   4'b0010;    //r=a+b signedparameter   _SUBU   =   4'b0001;    //r=a-b unsignedparameter   _SUB    =   4'b0011;    //r=a-b signedparameter   _AND    =   4'b0100;    //r=a&bparameter   _OR     =   4'b0101;    //r=a|bparameter   _XOR    =   4'b0110;    //r=a^bparameter   _NOR    =   4'b0111;    //r=~(a|b)parameter   _LUI    =   4'b1000;    //r={b[15:0],16'b0}parameter   _SLT    =   4'b1011;    //r=(a-b<0)?1:0 signedparameter   _SLTU   =   4'b1010;    //r=(a-b<0)?1:0 unsignedparameter   _SRA    =   4'b1100;    //r=b>>>a parameter   _SLL    =   4'b1110;    //r=b<<aparameter   _SRL    =   4'b1101;    //r=b>>aparameter    _SYSCALL=   4'b1000,_BREAK    =   4'b1001,_TEQ    =   4'b1101;wire [5:0]  op        =  instr[31:26];assign         rs        =  instr[25:21];assign         rt        =  instr[20:16];assign        rd        =  instr[15:11];wire [5:0]  func    =  instr[5:0];wire [4:0]  shamt   =  instr[10:6];wire [15:0] imm     =  instr[15:0];wire [25:0] addr    =  instr[25:0];parameter   SIGN    =   1'b1;parameter   UNSIGN  =   1'b0;wire     imm_sign    =   (op==ANDI||op==ORI||op==XORI)?UNSIGN:SIGN;wire [31:0] shamt_ext        =   {27'b0,shamt};wire [31:0] imm_ext            =   imm_sign?{{(16){imm[15]}},imm}:{16'b0,imm};reg  [31:0] load_data,clz_data;assign    waddr    =    (op==SPECIAL||op==SPECIAL2)?    rd:    (op==JAL)    ?5'b11111:rt;always@(*)begincase(op)SB:     reg_data    =   {24'b0,rdata2[7:0]};SH:     reg_data    =   {16'b0,rdata2[15:0]};SW:     reg_data    =   rdata2;default:reg_data    =    rdata2;endcasecase(op)LB:     load_data   =   {{24{ram_data[7]}},ram_data[7:0]};LBU:    load_data   =   {24'b0,ram_data[7:0]};LH:     load_data   =   {{16{ram_data[15]}},ram_data[15:0]};LHU:    load_data   =   {16'b0,ram_data[15:0]};LW:     load_data   =   ram_data;default:load_data   =   ram_data;endcaseif(op==SPECIAL)case(func)SYSCALL:cause    =    _SYSCALL;BREAK:    cause    =    _BREAK;TEQ:    cause    =    _TEQ;default:cause    =    5'b0;endcaseelse             cause    =    5'b0;/*1    mult2    multu3    div    4    divu5    mthi6    mtlo7    mul*/if(op==SPECIAL)case(func)MULT:    mdu        =    3'h1;MULTU:    mdu        =    3'h2;DIV:    mdu        =    3'h3;DIVU:    mdu        =    3'h4;MTHI:    mdu        =    3'h5;MTLO:    mdu        =    3'h6;default:mdu        =    3'h0;endcaseelse             mdu        =    3'h0;endwire [31:0] npc                =   pc+4;wire [31:0] pc_branch        =   npc    +    {{(14){imm[15]}},imm,2'b00};wire [31:0] pc_jmp            =    {npc[31:28],addr,2'b00};assign    ram_addr    =   rdata1  +   imm_ext;assign    eret        =    op==COP0 && func==ERET;wire    mfc0        =    op==COP0 && rs==MFC0;assign    mtc0        =    op==COP0 && rs==MTC0;assign    teq_exc        =    rdata1==rdata2;parameter   ENA     =   1'b1;parameter   DIS     =   1'b0;wire mem_load   =   op==LB || op==LH || op==LBU || op==LHU || op==LW;assign ram_wena =   op==SW || op==SH || op==SB;integer i;    always@(*)begincase(op)SPECIAL: case(func)MULTU,DIV,DIVU,JR,MTHI,MTLO,BREAK,SYSCALL:reg_wena    =   DIS;default:reg_wena    =   ENA;    endcaseCOP0:       reg_wena    =   rs==MFC0?ENA:DIS;SPECIAL2,LB,LBU,LH,LHU,ADDI,ADDIU,ANDI,ORI,XORI,LW,SLTI,SLTIU,LUI,JAL:        reg_wena    =   ENA;            default:    reg_wena    =   DIS;endcasecase(op)SPECIAL:case(func)JALR:    wdata   =   npc;MFHI:   wdata   =   hi;MFLO:   wdata   =   lo;default:wdata   =   alu_r;endcase SPECIAL2:beginif(func==CLZ) casez(rdata1)32'b1???????????????????????????????:   wdata   =       32'h0;32'b01??????????????????????????????:   wdata   =       32'h1;32'b001?????????????????????????????:   wdata   =       32'h2;32'b0001????????????????????????????:   wdata   =       32'h3;32'b00001???????????????????????????:   wdata   =       32'h4;32'b000001??????????????????????????:   wdata   =       32'h5;32'b0000001?????????????????????????:   wdata   =       32'h6;32'b00000001????????????????????????:   wdata   =       32'h7;32'b000000001???????????????????????:   wdata   =       32'h8;32'b0000000001??????????????????????:   wdata   =       32'h9;32'b00000000001?????????????????????:   wdata   =       32'ha;32'b000000000001????????????????????:   wdata   =       32'hb;32'b0000000000001???????????????????:   wdata   =       32'hc;32'b00000000000001??????????????????:   wdata   =       32'hd;32'b000000000000001?????????????????:   wdata   =       32'he;32'b0000000000000001????????????????:   wdata   =       32'hf;32'b00000000000000001???????????????:   wdata   =       32'h10;32'b000000000000000001??????????????:   wdata   =       32'h11;32'b0000000000000000001?????????????:   wdata   =       32'h12;32'b00000000000000000001????????????:   wdata   =       32'h13;32'b000000000000000000001???????????:   wdata   =       32'h14;32'b0000000000000000000001??????????:   wdata   =       32'h15;32'b00000000000000000000001?????????:   wdata   =       32'h16;32'b000000000000000000000001????????:   wdata   =       32'h17;32'b0000000000000000000000001???????:   wdata   =       32'h18;32'b00000000000000000000000001??????:   wdata   =       32'h19;32'b000000000000000000000000001?????:   wdata   =       32'h1a;32'b0000000000000000000000000001????:   wdata   =       32'h1b;32'b00000000000000000000000000001???:   wdata   =       32'h1c;32'b000000000000000000000000000001??:   wdata   =       32'h1d;32'b0000000000000000000000000000001?:   wdata   =       32'h1e;32'b00000000000000000000000000000001:   wdata   =        32'h1f;32'b00000000000000000000000000000000:    wdata   =       32'h20;endcaseelse if(func==MUL)    wdata    =    mul_out;else                wdata   =   alu_r;endJAL:                    wdata   =   npc;LW,LB,LH,LBU,LHU:        wdata   =   load_data;COP0:    if(rs==MFC0)    wdata   =   cop_data;else            wdata   =   alu_r;default:                wdata   =   alu_r;endcase//Below is OKcase(op)SPECIAL: case(func)SLL,SRL,SRA:beginalu_a   =   shamt_ext;alu_b   =   rdata2;enddefault:beginalu_a   =   rdata1;alu_b   =   rdata2;endendcaseADDI,ADDIU,ANDI,ORI,XORI,SLTI,SLTIU,LUI:beginalu_a   =   rdata1;alu_b   =   imm_ext;enddefault:beginalu_a   =   rdata1;alu_b   =   rdata2;endendcase//PC Source     case(op)SPECIAL: case(func)SYSCALL,TEQ,BREAK:  pc_in  =   exc_addr;JALR,JR:     pc_in  =   rdata1;   default:pc_in  =   npc; endcaseCOP0: case(func)ERET:   pc_in  =   exc_addr;default:pc_in  =   npc;endcaseREGIMM: case(rt)BLTZ:if(rdata1[31])pc_in  =   pc_branch;elsepc_in  =   npc;BGEZ:if(!rdata1[31])pc_in  =   pc_branch;elsepc_in  =   npc;default:pc_in  =   npc;endcaseJ,JAL:        pc_in  =   pc_jmp;BEQ:if(rdata1==rdata2)pc_in  =   pc_branch;else    pc_in  =   npc;BNE:if(rdata1!=rdata2)pc_in  =   pc_branch;else    pc_in  =   npc;BLEZ:if(rdata1[31] || rdata1==32'b0)pc_in  =   pc_branch;else    pc_in  =   npc;BGTZ:if(!rdata1[31] && rdata1!=32'b0)pc_in  =   pc_branch;else    pc_in  =   npc;default:    pc_in  =   npc; endcasecase(op)SPECIAL:case(func)ADDU:       alu_op  =   _ADDU;SUBU:       alu_op  =   _SUBU;ADD:        alu_op  =   _ADD;SUB:        alu_op  =   _SUB;AND:        alu_op  =   _AND;OR:         alu_op  =   _OR;XOR:        alu_op  =   _XOR;NOR:        alu_op  =   _NOR;SLT:        alu_op  =   _SLT;SRL:        alu_op  =   _SRL;SLL:        alu_op  =   _SLL;SRA:        alu_op  =   _SRA;SLTU:       alu_op  =   _SLTU;SRLV:       alu_op  =   _SRL;SLLV:       alu_op  =   _SLL;SRAV:       alu_op  =   _SRA;default:    alu_op  =   _ADDU;endcase ORI:            alu_op  =   _OR;XORI:           alu_op  =   _XOR;BEQ:            alu_op  =   _SUBU;BNE:            alu_op  =   _SUBU;ANDI:           alu_op  =   _AND;ADDIU:          alu_op  =   _ADDU;ADDI:           alu_op  =   _ADD;SLTI:           alu_op  =   _SLT;SLTIU:          alu_op  =   _SLTU;LUI:            alu_op  =   _LUI;default:        alu_op  =   _ADDU;endcaseend
endmodule

 

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一、md5 要说php中的最常用的加密方式&#xff0c;md5可以说是当仁不让。 使用起来也很简单便捷。 注&#xff1a;使用方式请看 六、md5加密方式的漏洞及解决方案 二、password_hash 作为php5.5以上版本专门用于加密的方式&#xff0c;自然有其独到之处。 使用方式链接&a…
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解决问题的策略-分而治之

解决问题的策略-分而治之

一个宏伟的目标看上去遥不可及&#xff0c;这怎么可能做成呢&#xff1f;但是你把这些目标分解成一个一个的小目标&#xff0c;小目标再往下分解&#xff0c;分解到最后&#xff0c;分解成细枝末节时你会发现&#xff0c;这事其实是可以做的。这个做成了再往下走一步&#xff0…
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UITabBarController的基本原理及使用(一)

UITabBarController的基本原理及使用(一)

前言 UITabBarController在iOS开发中是一个高频使用的控制器&#xff0c;典型的案例如QQ、微信均使用UITabBarController布局。本文将从一个新建工程&#xff0c;和大家一起了解UITabBarController的基本原理和使用方法。 基本概念 UITabBarController能够方便地管理多个控制器…
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word-vba-microsoft（中英文）

word-vba-microsoft（中英文）

中文 https://msdn.microsoft.com/zh-cn/vba/word-vba/articles/view-displaypageboundaries-property-word 英文 https://msdn.microsoft.com/en-us/vba/word-vba/articles/view-displaypageboundaries-property-word转载于:https://www.cnblogs.com/itzxy/p/7625915.html
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C# 多线程ThreadPool用法举例

C# 多线程ThreadPool用法举例

概述ThreadPool是.Net Framework 2.0版本中出现的。自从Task出来以后&#xff0c;ThreadPool已经很少用了&#xff0c;但是一些老的代码或者一些古老的程序猿还是会用到他&#xff0c;所以我们可以不用它&#xff0c;但是还是有必须学习和了解他.ThreadPool用法举例static void…
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Mysql实现主从复制（一主双从）

Mysql实现主从复制（一主双从）

一、环境介绍 LNMP&#xff08;centos7&#xff0c;mysql5.6&#xff09; vmware workstation pro配置了3个虚拟机&#xff0c;均安装了LNMP环境&#xff1a; master&#xff1a; 192.168.0.105 slave&#xff1a; 192.168.0.106 、192.168.0.107 二、原理 &a…
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Elasticsearch学习笔记-04.3批处理

Elasticsearch学习笔记-04.3批处理

除了创建、更新和删除个别文档&#xff0c;Elasticsearch还提供了使用_bulk API的上述操作的批量操作方法。这个功能很重要&#xff0c;因为他提供了一种有效的机制来在尽可能少的网络传输过程中执行多次操作。 作为一个快速示例&#xff0c;下面的命令在一次批量操作中索引了两…
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接口文档神器Swagger（下篇）

接口文档神器Swagger（下篇）

本文来自网易云社区作者&#xff1a;李哲二、Swagger-springmvc原理解析上面介绍了如何将springmvc和springboot与swagger结合&#xff0c;通过简单配置生成接口文档&#xff0c;以及介绍了swagger提供的一些注解。下面将介绍swagger是如何做到与springmvc结合&#xff0c;自动…
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