Fixed bugs, finished BEQ, Added Halt
This commit is contained in:
@@ -9,13 +9,14 @@ module ALU(
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||||
// Wires for connecting the modules to the mux
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||||
wire [8:0] result_A,result_B,result_C,result_D,result_E,result_F,result_G,result_H,result_I,result_J,result_K,result_L,result_M,result_N,result_O,result_P;
|
||||
|
||||
wire cout;
|
||||
// A (0000) - Add
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||||
add_9bit add0(
|
||||
.A(operand0),
|
||||
.B(operand1),
|
||||
.Cin(1'b0),
|
||||
.Sum(result_A));
|
||||
.Sum(result_A),
|
||||
.Cout(cout));
|
||||
// B (0001) - Subtract
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||||
sub_9bit sub0(
|
||||
.A(operand0),
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||||
@@ -58,7 +59,7 @@ module ALU(
|
||||
.B(operand1),
|
||||
.C(result_J));
|
||||
// K (1010) - Zero
|
||||
zero zero0(
|
||||
BEQ zero0(
|
||||
.A(operand0),
|
||||
.B(result_K));
|
||||
// L (1011)
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||||
@@ -88,6 +89,8 @@ module ALU(
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||||
.P(result_P),
|
||||
.out(result));
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||||
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||||
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||||
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endmodule
|
||||
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||||
//testbench
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||||
@@ -270,7 +270,7 @@ module decoder (
|
||||
2'b01: regOut <= 4'b0010;
|
||||
2'b10: regOut <= 4'b0100;
|
||||
2'b11: regOut <= 4'b1000;
|
||||
default: regOut <= 4'bxxxx;
|
||||
default: regOut <= 4'b0000;
|
||||
endcase
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
@@ -344,6 +344,21 @@ module mux_2_1(
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
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||||
module bit1_mux_2_1(
|
||||
input wire switch,
|
||||
input wire A,B,
|
||||
output reg out);
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||||
|
||||
always @(A,B,switch) begin
|
||||
case (switch)
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||||
1'b0 : out = A;
|
||||
1'b1 : out = B;
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||||
default : out = 1'b1;
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||||
endcase
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
|
||||
//testbench
|
||||
module mux_2_1_tb();
|
||||
reg s;
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||||
@@ -519,7 +534,7 @@ module mux_16_1(
|
||||
input wire [8:0] A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,
|
||||
output reg [8:0] out);
|
||||
|
||||
always @(A,B,C,D,E,F,G,H,switch) begin
|
||||
always @(A,B,C,D,E,F,G,H,I,J,K,L,M,N,O,P,switch) begin
|
||||
case (switch)
|
||||
4'b0000 : out = A;
|
||||
4'b0001 : out = B;
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||||
@@ -949,6 +964,7 @@ module sub_9bit(
|
||||
output wire [8:0] C);
|
||||
|
||||
wire [8:0] D;
|
||||
wire cout;
|
||||
|
||||
twos_compliment_9bit two_comp0(
|
||||
.A(B),
|
||||
@@ -958,7 +974,8 @@ module sub_9bit(
|
||||
.A(A),
|
||||
.B(D),
|
||||
.Cin(1'b0),
|
||||
.Sum(C));
|
||||
.Sum(C),
|
||||
.Cout(cout));
|
||||
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
@@ -1011,6 +1028,7 @@ module twos_compliment_9bit(
|
||||
output wire [8:0] B);
|
||||
|
||||
wire [8:0] C;
|
||||
wire cout;
|
||||
|
||||
not_9bit not0(
|
||||
.A(A),
|
||||
@@ -1020,7 +1038,8 @@ module twos_compliment_9bit(
|
||||
.A(C),
|
||||
.B(9'b000000000),
|
||||
.Cin(1'b1),
|
||||
.Sum(B));
|
||||
.Sum(B),
|
||||
.Cout(cout));
|
||||
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
@@ -1053,7 +1072,7 @@ module twos_compliment_tb();
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
module zero(
|
||||
module BEQ(
|
||||
input wire [8:0] A,
|
||||
output wire [8:0] B);
|
||||
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||||
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||||
@@ -2,12 +2,13 @@
|
||||
|
||||
module CPU9bits(input wire [8:0] instr,
|
||||
input wire reset, clk,
|
||||
output reg done
|
||||
output wire done
|
||||
);
|
||||
|
||||
wire [8:0] op1, op0, FUAddr,FUJB,PCout,JBRes,FUJ,FUB,AddiOut,AluOut,RFIn, loadMux, dataMemOut;
|
||||
wire [2:0] FU, aluOp;
|
||||
wire addiS, RegEn, loadS;
|
||||
wire [2:0] FU;
|
||||
wire [3:0] aluOp;
|
||||
wire addiS, RegEn, loadS, fetchBranch, halt, cout0, cout1;
|
||||
|
||||
RegFile RF(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
@@ -24,7 +25,7 @@ module CPU9bits(input wire [8:0] instr,
|
||||
FetchUnit FetchU(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.reset(reset),
|
||||
.op_idx(FU[0]),
|
||||
.op_idx(fetchBranch),
|
||||
.AddrIn(FUAddr),
|
||||
.AddrOut(PCout)
|
||||
);
|
||||
@@ -43,7 +44,8 @@ module CPU9bits(input wire [8:0] instr,
|
||||
.FU(FU),
|
||||
.addi(addiS),
|
||||
.mem(loadS),
|
||||
.load(loadMux)
|
||||
.RegEn(RegEn),
|
||||
.halt(done)
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -53,7 +55,8 @@ module CPU9bits(input wire [8:0] instr,
|
||||
.A(PCout),
|
||||
.B(JBRes),
|
||||
.Cin(9'b000000000),
|
||||
.Sum(FUJB));
|
||||
.Sum(FUJB),
|
||||
.Cout(cout0));
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux1(
|
||||
.A(op1),
|
||||
@@ -62,18 +65,25 @@ module CPU9bits(input wire [8:0] instr,
|
||||
.switch(FU[1]));
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux2(
|
||||
.A({4'b0000,instr[4:0]}),
|
||||
.B({6'b000000,instr[2:0]}),
|
||||
.A({4'b0000,instr[4:0]}), //Jump
|
||||
.B({6'b000000,instr[2:0]}),//Branch
|
||||
.out(JBRes),
|
||||
.switch(FU[2]));
|
||||
|
||||
bit1_mux_2_1 BranMux( // BEQ MUX
|
||||
.A(FU[0]),
|
||||
.B(op1[0]),
|
||||
.out(fetchBranch),
|
||||
.switch(FU[2])); // FU[2] only goes high when BEQ
|
||||
|
||||
///--------------------------Addi Stuff
|
||||
|
||||
add_9bit Addier(
|
||||
.A({6'b000000,instr[2:0]}),
|
||||
.B(op1),
|
||||
.Cin(9'b000000000),
|
||||
.Sum(AddiOut));
|
||||
.Sum(AddiOut),
|
||||
.Cout(cout1));
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux3(
|
||||
.A(AluOut),
|
||||
@@ -109,6 +119,7 @@ module CPU9bits_tb();
|
||||
.done(done));
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
#5
|
||||
reset = 0;
|
||||
#10
|
||||
reset = 1;
|
||||
|
||||
@@ -7,69 +7,88 @@ module ControlUnit(
|
||||
output reg [2:0] FU,
|
||||
output reg addi,
|
||||
output reg mem,
|
||||
output reg load,
|
||||
output reg RegEn);
|
||||
output reg RegEn,
|
||||
output reg halt);
|
||||
|
||||
always @(instIn)begin
|
||||
always @(instIn, functBit)begin
|
||||
case(instIn)
|
||||
4'b0101:
|
||||
if(functBit == 1) begin
|
||||
aluOut <= 4'b0001; //sub
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
else begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000; //Add
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
4'b1101: begin
|
||||
aluOut <= 4'b0011; //nor
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
4'b1110:
|
||||
if(functBit == 1) begin
|
||||
aluOut <= 4'b0100; //and
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
else begin
|
||||
aluOut <= 4'b0010; //or
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
4'b1111:
|
||||
if(functBit == 1) begin
|
||||
aluOut <= 4'b0110; //srl
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
else begin
|
||||
aluOut <= 4'b0101; //shift left
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
4'b0111: begin
|
||||
aluOut <= 4'b1001; //Less than
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
4'b0110: begin
|
||||
addi <= 1'b1; // addi
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
4'b1001: begin
|
||||
4'b1001: begin //We got it wrong, first bit must always be zero whenever branching happens. Fixed
|
||||
//FU <= 3'b010; // jump
|
||||
FU <= 3'b010; // jump
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
end
|
||||
4'b1100: begin
|
||||
FU <= 3'b011; // branch
|
||||
4'b1010: begin
|
||||
//FU <= 3'b011; // branch
|
||||
FU <= 3'b110; // branch
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
end
|
||||
4'b1000: begin
|
||||
FU <= 3'b001; // jumpreg
|
||||
//FU <= 3'b001; // jumpreg
|
||||
FU <= 3'b000; // jumpreg
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
end
|
||||
4'b0001: begin
|
||||
mem <= 1'b0; // load
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
4'b0010: begin
|
||||
mem <= 1'b1; // store
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
4'b0000: begin // regs should initialize at 0, so we shouldn't need to declare it everywhere
|
||||
halt <= 1'b1; // halt
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
end
|
||||
default: aluOut <= 4'bxxxx;
|
||||
endcase
|
||||
@@ -84,7 +103,6 @@ module ControlUnit_tb();
|
||||
wire [2:0] FetchUnit;
|
||||
wire addImmediate;
|
||||
wire memory;
|
||||
wire loadIt;
|
||||
wire RegEnable;
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -95,7 +113,6 @@ module ControlUnit_tb();
|
||||
.FU(FetchUnit),
|
||||
.addi(addImmediate),
|
||||
.mem(memory),
|
||||
.load(loadIt),
|
||||
.RegEn(RegEnable)
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -7,6 +7,7 @@ module FetchUnit(input wire clk, reset,
|
||||
|
||||
//Wires from mux(result_m) to PC (progC_out) to adder then back to mux (result_a)
|
||||
wire [8:0] progC_out, result_a, result_m;
|
||||
wire cout;
|
||||
|
||||
register PC(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
@@ -19,7 +20,8 @@ module FetchUnit(input wire clk, reset,
|
||||
.A(progC_out),
|
||||
.B(9'b000000001),
|
||||
.Cin(9'b000000000),
|
||||
.Sum(AddrOut));
|
||||
.Sum(AddrOut),
|
||||
.Cout(cout));
|
||||
|
||||
mux_2_1 PCmux(
|
||||
.A(AddrIn),
|
||||
|
||||
@@ -41,7 +41,7 @@ module RegFile(input wire clk, reset, enable,
|
||||
register r3(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.reset(reset),
|
||||
.En(decOut[4]),
|
||||
.En(decOut[3]),
|
||||
.Din(write_data),
|
||||
.Dout(r3_out));
|
||||
|
||||
|
||||
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