Update
This commit is contained in:
@@ -10,8 +10,8 @@ module ALU(
|
||||
// Wires for connecting the modules to the mux
|
||||
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
|
||||
|
||||
|
||||
// A (0000) - Add
|
||||
add_9bit add0(
|
||||
.A(operand0),
|
||||
.B(operand1),
|
||||
@@ -41,15 +41,15 @@ module ALU(
|
||||
.C(result_E));
|
||||
// F (0101) - Shift Left
|
||||
shift_left sl(
|
||||
.A(operand0),
|
||||
.A(operand0[7:0]),
|
||||
.B(result_F));
|
||||
// G (0110) - Shift Right Logical
|
||||
shift_right_logical srl(
|
||||
.A(operand0),
|
||||
.A(operand0[8:1]),
|
||||
.B(result_G));
|
||||
// H (0111) - Shift Right Arithmetic
|
||||
shift_right_arithmetic sra(
|
||||
.A(operand0),
|
||||
.A(operand0[8:1]),
|
||||
.B(result_H));
|
||||
// I (1000) - NOT
|
||||
not_9bit not0(
|
||||
@@ -65,8 +65,6 @@ module ALU(
|
||||
.A(operand0),
|
||||
.B(result_K));
|
||||
// L (1011)
|
||||
// Will hacked in here
|
||||
|
||||
// M (1100)
|
||||
// N (1101)
|
||||
// O (1110)
|
||||
@@ -87,10 +85,10 @@ module ALU(
|
||||
.J(result_J),
|
||||
.K(result_K),
|
||||
.L(9'b000000000),
|
||||
.M(result_M),
|
||||
.N(result_N),
|
||||
.O(result_O),
|
||||
.P(result_P),
|
||||
.M(9'b111111111), // Currently not used
|
||||
.N(9'b111111111), // Currently not used
|
||||
.O(9'b111111111), // Currently not used
|
||||
.P(9'b111111111), // Currently not used
|
||||
.out(result));
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -259,43 +259,32 @@ module comparator_tb();
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
module decoder (
|
||||
input wire en,
|
||||
input wire [1:0] index,
|
||||
output reg [3:0] regOut);
|
||||
|
||||
always @(en, index)begin
|
||||
if(en == 0)begin
|
||||
case(index)
|
||||
2'b00: regOut <= 4'b1110;
|
||||
2'b01: regOut <= 4'b1101;
|
||||
2'b10: regOut <= 4'b1011;
|
||||
2'b11: regOut <= 4'b0111;
|
||||
default: regOut <= 4'b1111;
|
||||
endcase
|
||||
end
|
||||
else begin
|
||||
regOut <= 4'b1111;
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
always @ (index)
|
||||
case(index)
|
||||
2'b00: regOut <= 4'b1110;
|
||||
2'b01: regOut <= 4'b1101;
|
||||
2'b10: regOut <= 4'b1011;
|
||||
2'b11: regOut <= 4'b0111;
|
||||
default: regOut <= 4'b1111;
|
||||
endcase
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
//testbench
|
||||
module decoder_tb();
|
||||
reg enable;
|
||||
reg [1:0] indexIn;
|
||||
wire [3:0] regOut;
|
||||
|
||||
decoder dec0(
|
||||
.en(enable),
|
||||
.index(indexIn),
|
||||
.regOut(regOut));
|
||||
.regOut(regOut)
|
||||
);
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
enable = 0;
|
||||
indexIn = 2'b00;
|
||||
#5
|
||||
enable = 1;
|
||||
#5
|
||||
indexIn = 2'b01;
|
||||
#5
|
||||
indexIn = 2'b10;
|
||||
@@ -885,7 +874,7 @@ module eMPipReg(
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
module shift_left(
|
||||
input wire [8:0] A,
|
||||
input wire [7:0] A,
|
||||
output wire [8:0] B);
|
||||
|
||||
assign B = {A[7:0],1'b0};
|
||||
@@ -921,20 +910,20 @@ module shift_left_tb();
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
module shift_right_logical(
|
||||
input wire [8:0] A,
|
||||
module shift_right_arithmetic(
|
||||
input wire [8:1] A,
|
||||
output wire [8:0] B);
|
||||
|
||||
assign B = {1'b0,A[8:1]};
|
||||
assign B = {A[8],A[8:1]};
|
||||
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
//testbench
|
||||
module shift_right_logical_tb();
|
||||
module shift_right_arithmetic_tb();
|
||||
reg [8:0] a;
|
||||
wire [8:0] b;
|
||||
|
||||
shift_right_logical tb0(
|
||||
shift_right_arithmetic tb0(
|
||||
.A(a),
|
||||
.B(b));
|
||||
|
||||
@@ -958,21 +947,21 @@ module shift_right_logical_tb();
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
module shift_right_arithmetic(
|
||||
input wire [8:0] A,
|
||||
module shift_right_logical(
|
||||
input wire [8:1] A,
|
||||
output wire [8:0] B);
|
||||
|
||||
assign B = {A[8],A[8:1]};
|
||||
assign B = {1'b0,A[8:1]};
|
||||
|
||||
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
|
||||
//testbench
|
||||
module shift_right_arithmetic_tb();
|
||||
module shift_right_logical_tb();
|
||||
reg [8:0] a;
|
||||
wire [8:0] b;
|
||||
|
||||
shift_right_arithmetic tb0(
|
||||
shift_right_logical tb0(
|
||||
.A(a),
|
||||
.B(b));
|
||||
|
||||
|
||||
@@ -2,33 +2,32 @@
|
||||
|
||||
module CPU9bits(
|
||||
input wire reset, clk,
|
||||
output reg [8:0] result,
|
||||
output wire done
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
wire [8:0] instr, op1, op0, FUAddr,FUJB,PCout,JBRes,FUJ,FUB,AddiOut,AluOut,RFIn, loadMux, dataMemOut, linkData, SE1N, SE2N, SE3N, bankData, bankOP,jumpNeg;
|
||||
wire [2:0] FU;
|
||||
wire [3:0] aluOp;
|
||||
wire [2:0] FU;
|
||||
wire [1:0] bankS;
|
||||
wire addiS, RegEn, loadS, fetchBranch, halt, cout0, cout1, link, js, dataMemEn;
|
||||
|
||||
|
||||
instructionMemory iM(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.address(PCout),
|
||||
.readData(instr)
|
||||
);
|
||||
|
||||
);
|
||||
|
||||
dataMemory dM(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.writeEnable(dataMemEn),
|
||||
.writeData(op0),
|
||||
.address(op1),
|
||||
.readData(dataMemOut)
|
||||
);
|
||||
|
||||
);
|
||||
|
||||
RegFile RF(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.reset(reset),
|
||||
.enable(RegEn),
|
||||
.write_index(instr[4:3]),
|
||||
.op0_idx(instr[4:3]),
|
||||
.op1_idx(instr[2:1]),
|
||||
@@ -36,11 +35,10 @@ module CPU9bits(
|
||||
.op0(op0),
|
||||
.op1(op1)
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
RegFile Bank(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.reset(reset),
|
||||
.enable(bankS[1]),
|
||||
.write_index(instr[2:1]),
|
||||
.op0_idx(instr[2:1]),
|
||||
.op1_idx(2'b00),//Doesn't matter
|
||||
@@ -48,23 +46,23 @@ module CPU9bits(
|
||||
.op0(bankOP),
|
||||
.op1()
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
FetchUnit FetchU(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.reset(reset),
|
||||
.op_idx(fetchBranch),
|
||||
.AddrIn(FUAddr),
|
||||
.AddrOut(PCout)
|
||||
);
|
||||
|
||||
ALU alu(
|
||||
);
|
||||
|
||||
ALU alu(
|
||||
.opcode(aluOp),
|
||||
.operand0(op0),
|
||||
.operand1(op1),
|
||||
.result(AluOut)
|
||||
);
|
||||
|
||||
ControlUnit CU(
|
||||
);
|
||||
|
||||
ControlUnit CU(
|
||||
.instIn(instr[8:5]),
|
||||
.functBit(instr[0]),
|
||||
.aluOut(aluOp),
|
||||
@@ -77,108 +75,136 @@ module CPU9bits(
|
||||
.link(link),
|
||||
.bank(bankS),
|
||||
.js(js)
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
);
|
||||
|
||||
|
||||
//-----------------------Fetch Unit Stuff
|
||||
|
||||
add_9bit JBAdder(
|
||||
|
||||
add_9bit JBAdder(
|
||||
.A(PCout),
|
||||
.B(JBRes),
|
||||
.Cin(1'b0),
|
||||
.Sum(FUJB),
|
||||
.Cout(cout0));
|
||||
|
||||
.Cout(cout0)
|
||||
);
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux0(
|
||||
.A(op0),
|
||||
.B(FUJB),
|
||||
.out(FUAddr),
|
||||
.switch(FU[1]));
|
||||
|
||||
twos_compliment_9bit two_comp0(
|
||||
.switch(FU[1])
|
||||
);
|
||||
|
||||
twos_compliment_9bit two_comp0(
|
||||
.A({4'b0000,instr[4:0]}),
|
||||
.B(jumpNeg));
|
||||
|
||||
.B(jumpNeg)
|
||||
);
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux1(
|
||||
.A({4'b0000,instr[4:0]}),
|
||||
.B(jumpNeg),
|
||||
.out(SE2N),
|
||||
.switch(js));
|
||||
|
||||
|
||||
.switch(js)
|
||||
);
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux2(
|
||||
.A(SE2N), //Jump -- Change with signer module!
|
||||
.B(SE1N),//Branch -- Change with signer module!
|
||||
.out(JBRes),
|
||||
.switch(FU[2]));
|
||||
|
||||
.switch(FU[2])
|
||||
);
|
||||
|
||||
sign_extend_3bit SE1(
|
||||
.A(instr[2:0]),
|
||||
.B(SE1N));
|
||||
|
||||
.B(SE1N)
|
||||
);
|
||||
|
||||
bit1_mux_2_1 BranMux( // BEQ MUX
|
||||
.A(FU[0]),
|
||||
.B(AluOut[0]),
|
||||
.out(fetchBranch),
|
||||
.switch(FU[2])); // FU[2] only goes high when BEQ
|
||||
|
||||
.switch(FU[2]) // FU[2] only goes high when BEQ
|
||||
);
|
||||
|
||||
///--------------------------Addi Stuff
|
||||
|
||||
|
||||
add_9bit Addier(
|
||||
.A(SE3N), // Change with signer module!
|
||||
.B(op0),
|
||||
.Cin(1'b0),
|
||||
.Sum(AddiOut),
|
||||
.Cout(cout1));
|
||||
|
||||
.Cout(cout1)
|
||||
);
|
||||
|
||||
sign_extend_3bit SE3(
|
||||
.A(instr[2:0]),
|
||||
.B(SE3N));
|
||||
|
||||
.B(SE3N)
|
||||
);
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux3(
|
||||
.A(AluOut),
|
||||
.B(AddiOut),
|
||||
.out(loadMux),
|
||||
.switch(addiS));
|
||||
|
||||
|
||||
.switch(addiS)
|
||||
);
|
||||
|
||||
///--------------------------Mem stuff
|
||||
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux4(
|
||||
.A(linkData),
|
||||
.B(dataMemOut), // This is DATA MEM
|
||||
.out(bankData),
|
||||
.switch(loadS));
|
||||
|
||||
.switch(loadS)
|
||||
);
|
||||
|
||||
///--------------------------Bank stuff
|
||||
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux5(
|
||||
.A(bankData),
|
||||
.B(bankOP),
|
||||
.out(RFIn),
|
||||
.switch(bankS[0]));
|
||||
|
||||
.switch(bankS[0])
|
||||
);
|
||||
|
||||
///--------------------------Link Stuff
|
||||
|
||||
|
||||
mux_2_1 mux6(
|
||||
.A(loadMux),
|
||||
.B(PCout),
|
||||
.out(linkData),
|
||||
.switch(link));
|
||||
|
||||
|
||||
.switch(link)
|
||||
);
|
||||
|
||||
always @ (instr, dataMemOut, AluOut, AddiOut)
|
||||
begin
|
||||
case(instr[8:5])
|
||||
4'b0001: // Load Byte
|
||||
result <= dataMemOut;
|
||||
4'b0101: // Add/Subtract
|
||||
result <= AluOut;
|
||||
4'b0110: // Add Immediate
|
||||
result <= AddiOut;
|
||||
4'b0111: // Set if Less Than
|
||||
result <= AluOut;
|
||||
4'b1101: // NOR
|
||||
result <= AluOut;
|
||||
4'b1110: // OR/AND
|
||||
result <= AluOut;
|
||||
4'b1111: // Shift Right Logical/Shift Left Logical
|
||||
result <= AluOut;
|
||||
default:
|
||||
result <= 9'bXXXXXXXXX;
|
||||
endcase
|
||||
end
|
||||
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
module CPU9bits_tb();
|
||||
reg clk, reset;
|
||||
wire done;
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
clk = 1'b0;
|
||||
end
|
||||
always begin
|
||||
|
||||
always
|
||||
#5 clk = ~clk; // Period to be determined
|
||||
end
|
||||
|
||||
CPU9bits CPU9bits0(
|
||||
.reset(reset),
|
||||
@@ -186,6 +212,7 @@ module CPU9bits_tb();
|
||||
.done(done));
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
clk = 1'b0;
|
||||
#5
|
||||
reset = 1'b1;
|
||||
#10
|
||||
|
||||
@@ -5,270 +5,286 @@ module ControlUnit(
|
||||
input wire functBit,
|
||||
output reg [3:0] aluOut,
|
||||
output reg [2:0] FU,
|
||||
output reg addi,
|
||||
output reg mem, dataMemEn,
|
||||
output reg RegEn,
|
||||
output reg halt,
|
||||
output reg link,
|
||||
output reg [1:0] bank,
|
||||
output reg js);
|
||||
output reg addi, mem, dataMemEn, RegEn, halt, link, js);
|
||||
|
||||
always @(instIn, functBit)begin
|
||||
case(instIn)
|
||||
4'b0101:
|
||||
if(functBit == 1) begin
|
||||
aluOut <= 4'b0001; //sub
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
else begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000; //Add
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1101: begin
|
||||
aluOut <= 4'b0011; //nor
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0100: begin
|
||||
aluOut <= 4'b1011; //zero
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1110:
|
||||
if(functBit == 1) begin
|
||||
aluOut <= 4'b0100; //and
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
else begin
|
||||
aluOut <= 4'b0010; //or
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1111:
|
||||
if(functBit == 1) begin
|
||||
aluOut <= 4'b0110; //srl
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
else begin
|
||||
aluOut <= 4'b0101; //shift left
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0111: begin
|
||||
aluOut <= 4'b1001; //Less than
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0110: begin
|
||||
aluOut <= 4'b1010;
|
||||
addi <= 1'b1; // addi
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1001: begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
FU <= 3'b010; // jf
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1011: begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
FU <= 3'b010; // jb
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b1;
|
||||
end
|
||||
4'b0011: begin // link
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b1;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1100: begin
|
||||
aluOut <= 4'b1010;
|
||||
FU <= 3'b110; // branch
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1000: begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
FU <= 3'b000; // jumpreg
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0001: begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b1; // load
|
||||
dataMemEn <= 1'b0;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0010: begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0; // store
|
||||
dataMemEn <= 1'b1;
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1010: begin
|
||||
halt <= 1'b0; // bank
|
||||
RegEn <= !functBit;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= {functBit,functBit};
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0000: begin
|
||||
halt <= 1'b1; // halt
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
default: begin
|
||||
halt <= 1'b1;
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
FU <= 3'b001;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
always @(instIn, functBit)
|
||||
begin
|
||||
case(instIn)
|
||||
4'b0000: // Halt/NOP
|
||||
begin
|
||||
halt <= 1'b1;
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0001: // Load Byte
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b1;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0010: // Store Byte
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b1; // Enabled
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0011: // Link
|
||||
begin
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b1;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0100: // Zero
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b1011;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0101: // Add/Subtract
|
||||
if(functBit == 1) begin // Subtract
|
||||
aluOut <= 4'b0001;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
else begin // Add
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0110: // Add Immediate
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b1010;
|
||||
addi <= 1'b1;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b0111: // Set if Less Than
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b1001;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1000: // Jump to Register
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
FU <= 3'b000;
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1001: // Jump Forward
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
FU <= 3'b010;
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1010: // Bank Load/Bank Store
|
||||
begin
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
RegEn <= !functBit;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= {functBit,functBit};
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1011: // Jump Backward
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
FU <= 3'b010;
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b1;
|
||||
end
|
||||
4'b1100: // Branch if Zero
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b1010;
|
||||
FU <= 3'b110;
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1101: // NOR
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0011;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1110: // OR/AND
|
||||
if(functBit == 1) // AND
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0100;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
else // OR
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0010;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
4'b1111: // Shift Right Logical/Shift Left Logical
|
||||
if(functBit == 1) // Shift Right Logical
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0110;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
else // Shift Left Logical
|
||||
begin
|
||||
aluOut <= 4'b0101;
|
||||
RegEn <= 1'b0;
|
||||
FU <= 3'b001; // Disable Branching
|
||||
halt <= 1'b0;
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
default:
|
||||
begin
|
||||
halt <= 1'b1;
|
||||
RegEn <= 1'b1;
|
||||
FU <= 3'b001;
|
||||
dataMemEn <= 1'b0; // Disabled
|
||||
addi <= 1'b0;
|
||||
aluOut <= 4'b0000;
|
||||
mem <= 1'b0;
|
||||
link <= 1'b0;
|
||||
bank <= 2'b10;
|
||||
js <= 1'b0;
|
||||
end
|
||||
endcase
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
module ControlUnit_tb();
|
||||
reg [3:0] instruction;
|
||||
reg functionB;
|
||||
|
||||
wire [3:0] aluOutput;
|
||||
wire [2:0] FetchUnit;
|
||||
wire addImmediate;
|
||||
wire memory;
|
||||
wire RegEnable;
|
||||
|
||||
wire addImmediate, memory, RegEnable;
|
||||
|
||||
|
||||
ControlUnit ControlUnit0(
|
||||
.instIn(instruction),
|
||||
|
||||
@@ -1,6 +1,6 @@
|
||||
`timescale 1ns / 1ps
|
||||
|
||||
module RegFile(input wire clk, reset, enable,
|
||||
module RegFile(input wire clk, reset,
|
||||
input wire [1:0] write_index, op0_idx, op1_idx,
|
||||
input wire [8:0] write_data,
|
||||
output wire [8:0] op0, op1);
|
||||
@@ -11,7 +11,6 @@ module RegFile(input wire clk, reset, enable,
|
||||
// To select a register En input must be 2'b00
|
||||
|
||||
decoder d0(
|
||||
.en(enable),
|
||||
.index(write_index),
|
||||
.regOut(decOut)
|
||||
);
|
||||
@@ -67,7 +66,7 @@ endmodule
|
||||
module regFile_tb();
|
||||
reg [8:0] write_d;
|
||||
reg [1:0] w_idx, op0_idx, op1_idx;
|
||||
reg reset,clk, enable;
|
||||
reg reset,clk;
|
||||
wire [8:0] op0,op1;
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
@@ -79,7 +78,6 @@ module regFile_tb();
|
||||
|
||||
RegFile regFile0(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.enable(enable),
|
||||
.reset(reset),
|
||||
.write_index(w_idx),
|
||||
.op0_idx(op0_idx),
|
||||
@@ -94,7 +92,6 @@ module regFile_tb();
|
||||
reset = 1;
|
||||
#5
|
||||
reset = 0;
|
||||
enable = 1;
|
||||
w_idx = 2'b00;
|
||||
op0_idx = 2'b00;
|
||||
op1_idx = 2'b00;
|
||||
|
||||
@@ -6,24 +6,32 @@ module dataMemory(
|
||||
output reg [8:0] readData
|
||||
);
|
||||
|
||||
reg [8:0] memory [23:0];
|
||||
reg [8:0] memory [512:0]; // Maximum of 512 memory locations
|
||||
// Vivado will give warnings of unconnected ports on the "address" bus if they are unused
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
//Equation Solver Memory
|
||||
|
||||
// memory[0] <= 9'b000000001;
|
||||
// memory[1] <= 9'b000000010;
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
// String Compare Memory
|
||||
// memory[0] <= 9'b000000100;
|
||||
// memory[1] <= 9'b000001000;
|
||||
// memory[2] <= 9'b000001100;
|
||||
// memory[3] <= 9'b010101010;
|
||||
// memory[4] <= 9'b000001111;
|
||||
// memory[5] <= 9'b000000100;
|
||||
// memory[6] <= 9'b000000000;
|
||||
// memory[7] <= 9'b000000111;
|
||||
// memory[8] <= 9'b000001111;
|
||||
// memory[9] <= 9'b000000110;
|
||||
|
||||
// memory[0] <= 9'b000000100;
|
||||
// memory[1] <= 9'b000001000;
|
||||
// memory[2] <= 9'b000001100;
|
||||
// memory[3] <= 9'b010101010;
|
||||
// memory[4] <= 9'b000001111;
|
||||
// memory[5] <= 9'b000000100;
|
||||
// memory[6] <= 9'b000000000;
|
||||
// memory[7] <= 9'b000000111;
|
||||
// memory[8] <= 9'b000001111;
|
||||
// memory[9] <= 9'b000000110;
|
||||
// memory[10] <= 9'b000000010;
|
||||
// memory[11] <= 9'b000000000;
|
||||
// memory[12] <= 9'b000000000;
|
||||
@@ -31,34 +39,39 @@ module dataMemory(
|
||||
// memory[14] <= 9'b000000000;
|
||||
// memory[15] <= 9'b000000000;
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
// Bubble Sort Initial Memory
|
||||
|
||||
memory[0] <= 9'b000010110;
|
||||
memory[1] <= 9'b000100010;
|
||||
memory[2] <= 9'b000100000;
|
||||
memory[3] <= 9'b010001000;
|
||||
memory[4] <= 9'b010010000;
|
||||
memory[5] <= 9'b010011000;
|
||||
memory[6] <= 9'b101001000;
|
||||
memory[7] <= 9'b101001010;
|
||||
memory[8] <= 9'b000100011;
|
||||
memory[9] <= 9'b101001001;
|
||||
memory[10] <= 9'b011001001;
|
||||
memory[11] <= 9'b001001000;
|
||||
memory[12] <= 9'b101001001;
|
||||
memory[13] <= 9'b011101000;
|
||||
memory[14] <= 9'b110001010;
|
||||
memory[15] <= 9'b000100001;
|
||||
memory[16] <= 9'b100110100;
|
||||
memory[17] <= 9'b000001001;
|
||||
memory[18] <= 9'b011001001;
|
||||
memory[19] <= 9'b000110010;
|
||||
memory[20] <= 9'b000000001;
|
||||
memory[21] <= 9'b000111010;
|
||||
memory[22] <= 9'b101011110;
|
||||
memory[23] <= 9'b011111100;
|
||||
// memory[0] <= 9'b000010110;
|
||||
// memory[1] <= 9'b000100010;
|
||||
// memory[2] <= 9'b000100000;
|
||||
// memory[3] <= 9'b010001000;
|
||||
// memory[4] <= 9'b010010000;
|
||||
// memory[5] <= 9'b010011000;
|
||||
// memory[6] <= 9'b101001000;
|
||||
// memory[7] <= 9'b101001010;
|
||||
// memory[8] <= 9'b000100011;
|
||||
// memory[9] <= 9'b101001001;
|
||||
// memory[10] <= 9'b011001001;
|
||||
// memory[11] <= 9'b001001000;
|
||||
// memory[12] <= 9'b101001001;
|
||||
// memory[13] <= 9'b011101000;
|
||||
// memory[14] <= 9'b110001010;
|
||||
// memory[15] <= 9'b000100001;
|
||||
// memory[16] <= 9'b100110100;
|
||||
// memory[17] <= 9'b000001001;
|
||||
// memory[18] <= 9'b011001001;
|
||||
// memory[19] <= 9'b000110010;
|
||||
// memory[20] <= 9'b000000001;
|
||||
// memory[21] <= 9'b000111010;
|
||||
// memory[22] <= 9'b101011110;
|
||||
// memory[23] <= 9'b011111100;
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
// Binary Search Memory
|
||||
|
||||
// memory[0] <= 9'b000000000;
|
||||
// memory[1] <= 9'b000000111;
|
||||
// memory[2] <= 9'b000000001;
|
||||
@@ -79,19 +92,160 @@ module dataMemory(
|
||||
// memory[17] <= 9'b000010000;
|
||||
// memory[18] <= 9'b000010001;
|
||||
// memory[19] <= 9'b000010010;
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
// Program 1 Test Data
|
||||
|
||||
// memory[0] <= 9'd100;
|
||||
// memory[1] <= 9'd58;
|
||||
// memory[2] <= 9'd6;
|
||||
// memory[3] <= 9'd12;
|
||||
// memory[4] <= 9'b110110000; // -80
|
||||
// memory[5] <= 9'd17;
|
||||
// memory[6] <= 9'b111011011; // -37
|
||||
// memory[7] <= 9'd25;
|
||||
// memory[8] <= -9'd83; // -83
|
||||
// memory[9] <= -9'd98; // -98
|
||||
// memory[10] <= -9'd98; // -98
|
||||
// memory[11] <= -9'd74; // -74
|
||||
// memory[12] <= 9'd70;
|
||||
// memory[13] <= -9'd38; // -38
|
||||
// memory[14] <= 9'd52;
|
||||
// memory[15] <= -9'd96; // -96
|
||||
// memory[16] <= -9'd32; // -32
|
||||
// memory[17] <= -9'd93; // -93
|
||||
// memory[18] <= -9'd40; // -40
|
||||
// memory[19] <= 9'd59;
|
||||
// memory[20] <= 9'd10;
|
||||
// memory[21] <= 9'd81;
|
||||
// memory[22] <= -9'd23; // -28
|
||||
// memory[23] <=- 9'd99; // -99
|
||||
// memory[24] <= -9'd41; // -41
|
||||
// memory[25] <= 9'd33;
|
||||
// memory[26] <= 9'd98;
|
||||
// memory[27] <= 9'd73;
|
||||
// memory[28] <= -9'd1; // -1
|
||||
// memory[29] <= 9'd28;
|
||||
// memory[30] <= 9'd5;
|
||||
// memory[31] <= -9'd74; // -74
|
||||
// memory[32] <= -9'd41; // -41
|
||||
// memory[33] <= 9'd41;
|
||||
// memory[34] <= 9'd39;
|
||||
// memory[35] <= 9'd62;
|
||||
// memory[36] <= 9'd19;
|
||||
// memory[37] <= -9'd40; // -40
|
||||
// memory[38] <= -9'd8; // -8
|
||||
// memory[39] <= 9'd92;
|
||||
// memory[40] <= 9'd37;
|
||||
// memory[41] <= 9'd50;
|
||||
// memory[42] <= -9'd72; // -72
|
||||
// memory[43] <= -9'd5; // -5
|
||||
// memory[44] <= 9'd19;
|
||||
// memory[45] <= 9'd58;
|
||||
// memory[46] <= -9'd13; // -13
|
||||
// memory[47] <= 9'd0;
|
||||
// memory[48] <= -9'd97; // -97
|
||||
// memory[49] <= 9'd54;
|
||||
// memory[50] <= -9'd17; // -17
|
||||
// memory[51] <= -9'd83; // -83
|
||||
// memory[52] <= 9'd53;
|
||||
// memory[53] <= 9'd82;
|
||||
// memory[54] <= -9'd94; // -94
|
||||
// memory[55] <= -9'd77; // -77
|
||||
// memory[56] <= -9'd74; // -74
|
||||
// memory[57] <= -9'd52; // -52
|
||||
// memory[58] <= 9'd85;
|
||||
// memory[59] <= -9'd65; // -65
|
||||
// memory[60] <= -9'd10; // -10
|
||||
// memory[61] <= -9'd45; // -45
|
||||
// memory[62] <= -9'd92; // -92
|
||||
// memory[63] <= -9'd30; // -30
|
||||
// memory[64] <= 9'd18;
|
||||
// memory[65] <= -9'd95; // -95
|
||||
// memory[66] <= -9'd27; // -27
|
||||
// memory[67] <= -9'd74; // -74
|
||||
// memory[68] <= 9'd62;
|
||||
// memory[69] <= 9'd64;
|
||||
// memory[70] <= -9'd9; // -9
|
||||
// memory[71] <= 9'd66;
|
||||
// memory[72] <= -9'd71; // -71
|
||||
// memory[73] <= -9'd31; // -31
|
||||
// memory[74] <= 9'd34;
|
||||
// memory[75] <= 9'd12;
|
||||
// memory[76] <= 9'd3;
|
||||
// memory[77] <= 9'd82;
|
||||
// memory[78] <= 9'd13;
|
||||
// memory[79] <= -9'd78; // -78
|
||||
// memory[80] <= -9'd8; // -8
|
||||
// memory[81] <= 9'd88;
|
||||
// memory[82] <= 9'd42;
|
||||
// memory[83] <= 9'd42;
|
||||
// memory[84] <= 9'd21;
|
||||
// memory[85] <= -9'd44; // -44
|
||||
// memory[86] <= 9'd30;
|
||||
// memory[87] <= -9'd93; // -93
|
||||
// memory[88] <= 9'd2;
|
||||
// memory[89] <= -9'd34; // -34
|
||||
// memory[90] <= 9'd92;
|
||||
// memory[91] <= -9'd45; // -45
|
||||
// memory[92] <= 9'd26;
|
||||
// memory[93] <= -9'd79; // -79
|
||||
// memory[94] <= 9'd43;
|
||||
// memory[95] <= -9'd25; // -25
|
||||
// memory[96] <= -9'd24; // -24
|
||||
// memory[97] <= -9'd25; // -25
|
||||
// memory[98] <= -9'd19; // -19
|
||||
// memory[99] <= -9'd49; // -49
|
||||
// memory[100] <= -9'd8; // -8
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
// Program 2 Test Data
|
||||
|
||||
// memory[0] <= 9'd4;
|
||||
// memory[1] <= 9'd15;
|
||||
// memory[2] <= 9'b000001100;
|
||||
// memory[3] <= 9'b010101010;
|
||||
// memory[4] <= 9'h68; // h
|
||||
// memory[5] <= 9'h65; // e
|
||||
// memory[6] <= 9'h6C; // l
|
||||
// memory[7] <= 9'h6C; // l
|
||||
// memory[8] <= 9'h6F; // o
|
||||
// memory[9] <= 9'h20; // <space>
|
||||
// memory[10] <= 9'h77; // w
|
||||
// memory[11] <= 9'h6F; // o
|
||||
// memory[12] <= 9'h72; // r
|
||||
// memory[13] <= 9'h6C; // l
|
||||
// memory[14] <= 9'h64; // d
|
||||
// memory[15] <= 9'h68; // h
|
||||
// memory[16] <= 9'h65; // e
|
||||
// memory[17] <= 9'h6C; // l
|
||||
// memory[18] <= 9'h6C; // l
|
||||
// memory[19] <= 9'h6F; // o
|
||||
// memory[20] <= 9'h20; // <space>
|
||||
// memory[21] <= 9'h77; // w
|
||||
// memory[22] <= 9'h6F; // o
|
||||
// memory[23] <= 9'h72; // r
|
||||
// memory[24] <= 9'h6C; // l
|
||||
// memory[25] <= 9'h64; // d
|
||||
|
||||
|
||||
|
||||
// Program 3 Test Data
|
||||
|
||||
// memory[0] <= 9'd25; // 25
|
||||
// memory[1] <= -9'd3; // -3
|
||||
|
||||
|
||||
end
|
||||
|
||||
always@(address, clk, memory)begin
|
||||
if(clk == 1'b1)begin
|
||||
readData <= memory[address];
|
||||
if(writeEnable == 1'b1)begin
|
||||
memory[address] <= writeData;
|
||||
end
|
||||
else begin
|
||||
memory[address] <= memory[address];
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
always @ (posedge clk)
|
||||
begin
|
||||
if(writeEnable == 1'b1)
|
||||
memory[address] <= writeData;
|
||||
else
|
||||
readData <= memory[address];
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
@@ -100,12 +254,8 @@ module dataMemory_tb();
|
||||
reg [8:0] address, writeData;
|
||||
wire [8:0] readData;
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
clk = 1'b0;
|
||||
end
|
||||
always begin
|
||||
always
|
||||
#5 clk = ~clk; // Period to be determined
|
||||
end
|
||||
|
||||
dataMemory dM0(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
@@ -115,7 +265,9 @@ module dataMemory_tb();
|
||||
.readData(readData)
|
||||
);
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
initial
|
||||
begin
|
||||
clk = 1'b0;
|
||||
writeEnable = 1'b0;
|
||||
address = 9'b000000000;
|
||||
writeData = 9'b010101010;
|
||||
@@ -133,7 +285,27 @@ module dataMemory_tb();
|
||||
address = 9'b000000010;
|
||||
writeData = 9'b000000101;
|
||||
#10
|
||||
address = 9'b000000011;
|
||||
writeEnable = 1'b0;
|
||||
address = 9'b001000000;
|
||||
writeData = 9'b010101010;
|
||||
#10
|
||||
address = 9'b001000001;
|
||||
writeData = 9'b000001111;
|
||||
#10
|
||||
address = 9'b000011010;
|
||||
writeData = 9'b000000101;
|
||||
#10
|
||||
writeEnable = 1'b1;
|
||||
address = 9'b100111000;
|
||||
writeData = 9'b010101010;
|
||||
#10
|
||||
address = 9'b100100001;
|
||||
writeData = 9'b000001111;
|
||||
#10
|
||||
address = 9'b110000010;
|
||||
writeData = 9'b000000101;
|
||||
#10
|
||||
address = 9'b111110011;
|
||||
writeData = 9'b000000011;
|
||||
#10
|
||||
address = 9'b00000010;
|
||||
|
||||
@@ -1,7 +1,6 @@
|
||||
`timescale 1ns / 1ps
|
||||
|
||||
module instructionMemory(
|
||||
input wire clk,
|
||||
input wire [8:0] address,
|
||||
output reg [8:0] readData
|
||||
);
|
||||
@@ -10,15 +9,12 @@ module instructionMemory(
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
//Equation Solver
|
||||
// memory[0] <= 9'b000000000;
|
||||
// memory[1] <= 9'b011000000; //add0
|
||||
// memory[1] <= 9'b011001001; //add1
|
||||
// memory[1] <= 9'b000100000; //load
|
||||
// memory[2] <= 9'b000101000; //load
|
||||
// memory[3] <= 9'b010100010; //add
|
||||
// memory[4] <= 9'b111100000; //shift left
|
||||
// memory[5] <= 9'b111100000; //shift left
|
||||
// memory[6] <= 9'b000000000; //halt
|
||||
memory[0] <= 9'b000000000;
|
||||
memory[1] <= 9'b000100000; //load
|
||||
memory[2] <= 9'b000101000; //load
|
||||
memory[3] <= 9'b010100010; //add
|
||||
memory[4] <= 9'b111100000; //shift left
|
||||
memory[5] <= 9'b111100000; //shift left
|
||||
|
||||
// //Testing all instructions
|
||||
// memory[6] <= 9'b010100011; //sub
|
||||
@@ -80,68 +76,68 @@ module instructionMemory(
|
||||
|
||||
|
||||
// Bubble Sort
|
||||
memory[0] <= 9'b000000001; // nop
|
||||
// Setup
|
||||
memory[1] <= 9'b010000000; // zero $a
|
||||
memory[2] <= 9'b000100000; // lb $a, $a
|
||||
memory[3] <= 9'b010001000; // zero $b
|
||||
memory[4] <= 9'b010010000; // zero $c
|
||||
memory[5] <= 9'b010011000; // zero $d
|
||||
memory[6] <= 9'b101001000; // banks $b, $0
|
||||
memory[7] <= 9'b101001010; // banks $b, $1
|
||||
memory[8] <= 9'b100100011; // jf EndChk
|
||||
// Increment current index to compare next pair of values
|
||||
// Inc:
|
||||
memory[9] <= 9'b101001001; // bankl $b, $0
|
||||
memory[10] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
memory[11] <= 9'b101001000; // banks $b, $0
|
||||
// Check if at the end of the array
|
||||
// EndChk:
|
||||
memory[12] <= 9'b101001001; // bankl $b, $0
|
||||
memory[13] <= 9'b011101000; // slt $b, $a
|
||||
memory[14] <= 9'b110001001; // beq $b, JSC
|
||||
memory[15] <= 9'b100100001; // jf LoadNext
|
||||
// JSC:
|
||||
memory[16] <= 9'b100110100; // jf SwapChk
|
||||
// Load next values for comparison
|
||||
// LoadNext:
|
||||
memory[17] <= 9'b101001001; // bankl $b, $0
|
||||
memory[18] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
memory[19] <= 9'b000110010; // lb $c, $b
|
||||
memory[20] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
memory[21] <= 9'b000111010; // lb $d, $b
|
||||
// Compare loaded values to see if they need to be swapped
|
||||
memory[22] <= 9'b101011110; // banks $d, $3
|
||||
memory[23] <= 9'b011111100; // slt $d, $c
|
||||
memory[24] <= 9'b110011001; // beq $d, JI
|
||||
memory[25] <= 9'b100100001; // jf Swap
|
||||
// JI:
|
||||
memory[26] <= 9'b101110010; // jb Inc
|
||||
// Swap values in array
|
||||
// Swap:
|
||||
memory[27] <= 9'b101001001; // bankl $b, $0
|
||||
memory[28] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
memory[29] <= 9'b101011111; // bankl $d, $3
|
||||
memory[30] <= 9'b001011010; // sb $d, $b
|
||||
memory[31] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
memory[32] <= 9'b001010010; // sb $c, $b
|
||||
memory[33] <= 9'b010001000; // zero $b
|
||||
memory[34] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
memory[35] <= 9'b101001010; // banks $b, $1
|
||||
memory[36] <= 9'b101111100; // jb Inc
|
||||
// Check to see if any swaps have been made in the last iteration
|
||||
// SwapChk:
|
||||
memory[37] <= 9'b101001011; // bankl $b, $1
|
||||
memory[38] <= 9'b110001001; // beq $b, JE
|
||||
memory[39] <= 9'b100100001; // jf Reset
|
||||
// JE:
|
||||
memory[40] <= 9'b100100011; // jf End
|
||||
// Reset:
|
||||
memory[41] <= 9'b010001000; // zero $b
|
||||
memory[42] <= 9'b101001000; // banks $b, $0
|
||||
memory[43] <= 9'b101111011; // jb LoadNext
|
||||
// End:
|
||||
memory[44] <= 9'b000000000; // halt
|
||||
// memory[0] <= 9'b000000001; // nop
|
||||
// // Setup
|
||||
// memory[1] <= 9'b010000000; // zero $a
|
||||
// memory[2] <= 9'b000100000; // lb $a, $a
|
||||
// memory[3] <= 9'b010001000; // zero $b
|
||||
// memory[4] <= 9'b010010000; // zero $c
|
||||
// memory[5] <= 9'b010011000; // zero $d
|
||||
// memory[6] <= 9'b101001000; // banks $b, $0
|
||||
// memory[7] <= 9'b101001010; // banks $b, $1
|
||||
// memory[8] <= 9'b100100011; // jf EndChk
|
||||
// // Increment current index to compare next pair of values
|
||||
// // Inc:
|
||||
// memory[9] <= 9'b101001001; // bankl $b, $0
|
||||
// memory[10] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
// memory[11] <= 9'b101001000; // banks $b, $0
|
||||
// // Check if at the end of the array
|
||||
// // EndChk:
|
||||
// memory[12] <= 9'b101001001; // bankl $b, $0
|
||||
// memory[13] <= 9'b011101000; // slt $b, $a
|
||||
// memory[14] <= 9'b110001001; // beq $b, JSC
|
||||
// memory[15] <= 9'b100100001; // jf LoadNext
|
||||
// // JSC:
|
||||
// memory[16] <= 9'b100110100; // jf SwapChk
|
||||
// // Load next values for comparison
|
||||
// // LoadNext:
|
||||
// memory[17] <= 9'b101001001; // bankl $b, $0
|
||||
// memory[18] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
// memory[19] <= 9'b000110010; // lb $c, $b
|
||||
// memory[20] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
// memory[21] <= 9'b000111010; // lb $d, $b
|
||||
// // Compare loaded values to see if they need to be swapped
|
||||
// memory[22] <= 9'b101011110; // banks $d, $3
|
||||
// memory[23] <= 9'b011111100; // slt $d, $c
|
||||
// memory[24] <= 9'b110011001; // beq $d, JI
|
||||
// memory[25] <= 9'b100100001; // jf Swap
|
||||
// // JI:
|
||||
// memory[26] <= 9'b101110010; // jb Inc
|
||||
// // Swap values in array
|
||||
// // Swap:
|
||||
// memory[27] <= 9'b101001001; // bankl $b, $0
|
||||
// memory[28] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
// memory[29] <= 9'b101011111; // bankl $d, $3
|
||||
// memory[30] <= 9'b001011010; // sb $d, $b
|
||||
// memory[31] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
// memory[32] <= 9'b001010010; // sb $c, $b
|
||||
// memory[33] <= 9'b010001000; // zero $b
|
||||
// memory[34] <= 9'b011001001; // addi $b, 1
|
||||
// memory[35] <= 9'b101001010; // banks $b, $1
|
||||
// memory[36] <= 9'b101111100; // jb Inc
|
||||
// // Check to see if any swaps have been made in the last iteration
|
||||
// // SwapChk:
|
||||
// memory[37] <= 9'b101001011; // bankl $b, $1
|
||||
// memory[38] <= 9'b110001001; // beq $b, JE
|
||||
// memory[39] <= 9'b100100001; // jf Reset
|
||||
// // JE:
|
||||
// memory[40] <= 9'b100100011; // jf End
|
||||
// // Reset:
|
||||
// memory[41] <= 9'b010001000; // zero $b
|
||||
// memory[42] <= 9'b101001000; // banks $b, $0
|
||||
// memory[43] <= 9'b101111011; // jb LoadNext
|
||||
// // End:
|
||||
// memory[44] <= 9'b000000000; // halt
|
||||
|
||||
|
||||
// Binary Search
|
||||
@@ -213,28 +209,16 @@ module instructionMemory(
|
||||
|
||||
end
|
||||
|
||||
always@(address, clk)begin
|
||||
if(clk == 1'b1)begin
|
||||
readData <= memory[address];
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
always @ (address)
|
||||
readData <= memory[address];
|
||||
endmodule
|
||||
|
||||
|
||||
module instructionMemory_tb();
|
||||
reg clk;
|
||||
reg [8:0] address;
|
||||
wire [8:0] readData;
|
||||
|
||||
initial begin
|
||||
clk = 1'b0;
|
||||
end
|
||||
always begin
|
||||
#5 clk = ~clk; // Period to be determined
|
||||
end
|
||||
|
||||
instructionMemory iM0(
|
||||
.clk(clk),
|
||||
.address(address),
|
||||
.readData(readData)
|
||||
);
|
||||
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||||
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