[SystemVerilog] MIPS架构下的五级流水线CPU设计

完整代码已上传 github


众所周知,MIPS体系的五级流水线CPU分为五个阶段:取指(IF)、译码(ID)、执行(EX)、存储器(MEM)、写回(WB)。所以这根本算不上“设计”,基本上就是把这个图翻译一遍:
在这里插入图片描述
可以发现节点数比较多,为了减少出错(对自己静态调试能力较为自信.jpg),那么程序的框架就显得非常重要了。
我采用了按阶段划分的方式,每个阶段作为一个模块写在一个 .sv 里,然后ALU、内存、寄存器文件又单列出来,最后在顶层处理模块间的连线和冲突模块的设计。

举例来说,如下图,执行阶段(EX.sv)描述绿框内的电路,这个模块的输入大致为蓝线上的节点,输出大致为红线上的节点。这里的大致是因为还有一些需要用到的节点是不在这里面的(比如解决冲突连出来的)。
请添加图片描述

这样做的好处是每个模块独立性较强,几十行代码即可解决,静态查错比较方便;模块间连接也比较规范,很好处理。坏处就是一个节点名会敲很多次…
最后代码加起来好像还没有数字钟长?

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