MIPS原理课设报告
——————logisim
13070036
段杰
总体结构：
工作顺序大致为：
IFU读取命令，生成数据并输出。
controller得到命令，根据命令输出相关控制命令，控制各器件工作方式；REG得到controller和IFU的共同命令，决定数据的写入输出等；extender得到controller和IFU命令，扩充出命令并输出。
REG输出的命令成为MEMORY的输入并由其进行记录。
Extender输出的命令与REG输出的命令通过controller输出的命令进行抉择，并通过ALU与REG原命令计算，生成新命令返回IFU供下一步计算，同时此命令供给成为Memory的地址。
ALU生成的新命令与REG生成的命令再次由controller生成命令抉择，抉择出的结果作为赋值回到REG，成为其数据输入。
IFU：
输入【31:0】zero，branch，jump，reset。
Zero为初始输入，当zero各位均为0时，输入为1，与branch共同控制命令读取时是否跳跃命令
Jump控制跳跃到指定位置命令
输出【5:0】op，【5:0】func。输入到controller。
命令写在IFU中，经过IFU计算处理，输出输出【4:0】Rs，【4:0】Rt，【4:0】Rd，输入寄存器，控制寄存器写入和读取寄存器位置
输出【15:0】imm16，输入到extender
从rom读取命令，生成instruction，读取不同位置，成为输出命令。生成imm16
Imm16扩成为32位。
Pc输出命令决定读取rom位置。
若zero=0，【29:0】pc增加1，命令进行到下一条。
若zero=1，则【29:0】pc在原本增加1的基础上增加【29:0】imm16，命令跳跃。
计算结果返回pc，成为下一步计算的输入
controller
输入【5:0】op，【5:0】func，共同控制controller，在controller中计算并生成多个命令，控制其他器件。
输出RegDst，RegWrite，ALUarc，ExtOp，MemtoReg，MemWrite，jump，branch
通过电路逻辑决定命令的值
extender
输入，【15:0】imm16，扩充后输出为【31:0】的形式
ExtOp控制extender扩充位数的方式
寄存器：
输入bus_w，Ra，Rb，Rw，RegWrite
输出bus_a，bus_b
RedWrite为写使能。
bus_w为输入数据，决定写入寄存器的数据。
Rw决定写入的寄存器，Ra,Rb,决定读取数据的寄存器。
Bus_a,bus_b为读取出的数据。
用选择器选择。
Data memory
输入【31:0】adr，【31:0】data，MemWrite，输出【31:0】out。
输入的【4:0】adr控制ram的数据读取位置。
【31:0】data为写入数据。
【31:0】out为读出数据。
MemWrite为写使能。
ALU
计算器集成，输入【31:0】A，【31:0】B，【1:0】aluctr。
输出【31:0】C。
A，B为输入数据，ALUctr控制计算方式的选择。01为add，10为sub，11为or。
计算方式如下图
ALU_or
calculator
输入为【31:0】A，【31:0】B，输出为【31:0】C
加法和减法均可用此图，所用器件不同，如下：
1bit_add
1bit_sub
