单周期armv7处理器

---

实现总结

总体框图 (数据通路)

指令集

以下内容中，高亮部分为实现的指令。

R类型：Rn与位移后的Rm做运算，结果存入Rd I类型：Rn与位移后的imm8做运算，结果存入Rd D类型：RAM的读写 B类型：跳转

条件判定

通过当前的标志位判定是否要执行当前指令 由于在一个周期内所有操作都是组合逻辑，实际上这里是决定是否要写入寄存器、标志位和RAM

操作码和ALU指令 (R类型、I类型)

数据传输指令 (D类型)

例程: 求斐波那契数列的前48项

汇编	机器码	指令类型
.global _start
_start:
mov r0, #260	0xe3a00004	I指令
mov r1, #1	0xe3a01001	I指令
str r1, [r0]	0xe5801000	D指令 - 写入RAM
L0: ldr r2, [r0, #-4]	0xe5902ffc	D指令 - 读取RAM (带偏移)
add r1, r1, r2	0xe0811002	R指令
add r0, #4	0xe2800004	I指令
str r1, [r0]	0xe5801000	D指令 - 写入RAM
cmp r0, #444	0xe3500f2f	I指令 - 带位移, 写入标志位, 不写入寄存器
blt L0	0xbafffffb	B指令 - 带条件
L1: b L1	0xea000000	B指令 - 无条件, 跳转到自身, 相当于停机

仿真结果

位移模块仿真

ALU仿真

斐波那契例程仿真

技术栈

• verilog
• arm汇编
• 处理器设计

关于

  本项目为东北大学计算机学院数字逻辑与数字系统课程设计，完成于2022年10月。