自己动手画cpu系列 建设中ing 仅供参考!
在这首推华中科技大学计算机组成原理实验课mooc连接
初衷：在mooc上看见了本课觉得超赞，本人已完成了课中所有的实验，在做实验的过程中有时候实验会没有思路或者有些bug会浪费很多时间，目前呢也没找到完整的答案，所以做了份自己的答案给大家困惑的时候一份参考(大神请忽视，我自己也就一弱鸡)，也就给大家卡壳的时候能有个找灵感的地方，请先独立思考，切勿抄袭。
tips:每个部分都是先贴答案再写思路
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- 数字逻辑基础
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- 数据表示实验
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- 运算器设计
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- 存储器设计
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- MIPS CPU
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- MIPS CPU必备基础知识
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- 8指令单周期MIPS32 CPU
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- 8指令多周期(微指令)MIPS32 CPU
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- 8指令多周期(硬布线)MIPS32 CPU
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- 24条指令5级流水MIPS32 CPU
码表测试gif图如下：
说明：按下start第一次计时、0.20然后按store存储，再次按start第二次计时为0.33按下store存储显示最快的时间0.20。
整体构建思路如下：
一、 控制单元部分：
码表控制电路如下：
状态转换图如下：
状态说明：
状态转换图是在mooc讨论区找的，自己写时觉得应该增加状态5(101)过渡清零状态，该状态由转换图可以看出是在计时、停止、录入数据、显示数据状态下按下start会进入此状态目的是把计时器清零重新计时。我觉得没有此状态在停止、录入数据、显示数据状态下再次按start岂不会是继续计数了？🤔
状态转换表如下：
输出函数真值表如下：
控制单元填写思路如下：
①状态转换电路部分
听完mooc上谭老师的讲解，自己亲自写的时候就感觉到老师好像什么都讲了又好像什么都没讲😂我觉得刚写的时候首先要把握好需求，然后根据需求画出状态转换图，画完状态转换图后思路就开阔了不少
有了状态转换图就会很方便的写出状态转换表了(PS:刚开始自己写的时候没有画状态转换图，直接填写状态转换表那叫一个思路混乱，不是写错状态就是漏写状态调试了老半天，大家要引以为戒)，有了状态转换表利用老师给的excel生成表达式，在logisim上填写表达式就可以自动生成状态转换电路了。
②输出函数电路部分
有了输出函数真值表生成表达式输入logisim就可以自动生成电路了。在填写输出函数真值表时要理解各个内部信号代表了什么意思，下面数据通路中会说明。
二、 数据通路部分：
内部信号说明如下：
①sdsel(存储选择信号)：选择存储9999还是计时器数值，这个9999的意义是在复位后第一次计数时影响newrecord(是否为最小数据)的值，因为newrecord的值是计数器的值与寄存器的值相比较的结果，以保证复位后的第一次存储能够显示计数器的值。
②tmreset(计数器复位信号)：是否让计数器清零。
③tmen(计数器使能信号)：是否让计数器计数。
④sden(存储使能信号)：是否让寄存器存储。
⑤dpsel(显示选择信号)：选择显示计数器的值还是寄存器的值。
数据通路设计大致思路如下：
要实现start、stop功能需要计数器清零控制信号tmreset和计数器开始控制信号tmen，要实现store功能需要寄存器和是否需要存储控制信号sden，要保证复位后第一次存储显示的数据是计数器的数据需要存储选择信号sdsel，选择显示的是计数器的数据还是寄存器的数据需要显示选择信号dpsel。
最后是16位选择器、比较器与寄存器的实现，基本都是一个思路：先设计一位的然后4位的用4个一位的级联而成，16位用四个四位的级联而成，下面只贴表达式与图了不再说思路了懒~
无符号选择器：
无符号比较器：
(请无视我多添加了4个输入接口~~)
4位与16位比较器需要一个比较器分析，比较器分析是4位无符号比较器4组12个输出 即12个输入3输出一组组的分析就行了 比如大于情况为din1+din2cin1+din2cin2bin1+din2cin2bin2ain1 第四组大于 或 第四组等于第三组大于… 这样递归电路电路图可以直接粘贴复制，把关键器件输入引脚等换掉就行了
1是x>y，2是x=y，3x<y
寄存器：
BCD计数器：
这个写下真值表就可以画出来拉
完事了，能写的部分我都写出来了，还有什么不懂的可以私信我 (o^ ? ^o)ﾉ