Files
WMU-ECE-3570-Lab/lab2CA.srcs/sources_1/new/instructionMemory.v
2019-03-25 17:08:22 -04:00

258 lines
10 KiB
Verilog

`timescale 1ns / 1ps
module instructionMemory(
input wire clk,
input wire [8:0] address,
output reg [8:0] readData
);
reg [8:0] memory [512:0];
initial begin
//Equation Solver
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
// memory[7] <= 9'b011001011; //addi
// memory[8] <= 9'b011110000; //slt
// memory[9] <= 9'b110111000; //nor
// memory[10] <= 9'b111011000; //or
// memory[11] <= 9'b111011001; //and
// memory[12] <= 9'b111111000; //sll
// memory[13] <= 9'b111111001; //srl
// // memory[14] <= 9'b100100010; //j
// memory[14] <= 9'b010001000; //zero
// memory[15] <= 9'b110001001; //beq
// memory[16] <= 9'b100001000; //jr
// memory[17] <= 9'b100111100; //j
//String Compare
// memory[0] <= 9'b000000000;
// memory[1] <= 9'b010000000;
// memory[2] <= 9'b010001000;
// memory[3] <= 9'b010010000;
// memory[4] <= 9'b010011000;
// memory[5] <= 9'b000100000;
// memory[6] <= 9'b011001001;
// memory[7] <= 9'b000101010;
// memory[8] <= 9'b011010010;
// memory[9] <= 9'b000110100;
// memory[10] <= 9'b011011011;
// memory[11] <= 9'b000111110;
// memory[12] <= 9'b101010000;
// memory[13] <= 9'b101000010;
// memory[14] <= 9'b101001100;
// memory[15] <= 9'b101011110; //ends initialization
// memory[16] <= 9'b101000011;
// memory[17] <= 9'b101001101;
// memory[18] <= 9'b000110000;
// memory[19] <= 9'b000111010;
// memory[20] <= 9'b110010001;
// memory[21] <= 9'b100100001;
// memory[22] <= 9'b100110000;
// memory[23] <= 9'b110011001;
// memory[24] <= 9'b100100001;
// memory[25] <= 9'b100101101;
// memory[26] <= 9'b011000001;
// memory[27] <= 9'b011001001;
// memory[28] <= 9'b101000010;
// memory[29] <= 9'b101001100;
// memory[30] <= 9'b010110111;
// memory[31] <= 9'b110010001;
// memory[32] <= 9'b101110001;
// memory[33] <= 9'b101000001;
// memory[34] <= 9'b101001111;
// memory[35] <= 9'b001001000;
// memory[36] <= 9'b011000001;
// memory[37] <= 9'b101000000;
// memory[38] <= 9'b101110111;
// memory[39] <= 9'b000000000;
// 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
// Binary Search
// memory[0] <= 9'b000000000;
// memory[1] <= 9'b000000000;
// memory[2] <= 9'b000000000;
// memory[3] <= 9'b000000000;
// memory[4] <= 9'b000000000;
// memory[5] <= 9'b011001011; //addi R1, 3 (N = 3)
// memory[6] <= 9'b011001011; //addi R1, 3 (N = 3)
// memory[7] <= 9'b011001011; //addi R1, 3 (N = 3)
// memory[8] <= 9'b011001011; //addi R1, 3 (N = 3)
// memory[9] <= 9'b011001011; //addi R1, 3 (N = 3)
// memory[10] <= 9'b011011010; //addi R3, 2 (inputAddr = 2)
// memory[11] <= 9'b000111110; //lb R3, R3
// memory[12] <= 9'b101011010; //banks R3, 1
// memory[13] <= 9'b011001011; //addi R1, 3 (N = 3)
// memory[14] <= 9'b101000000; //loop: banks R0, 0
// memory[15] <= 9'b011100010; //slt R0, R1
// memory[16] <= 9'b110000001; //beq R0, Exit
// memory[17] <= 9'b100100001; //j Skip0
// memory[18] <= 9'b100101111; //Exit: j Loose
// memory[19] <= 9'b101000001; //Skip0: bankl R0, 0
// memory[20] <= 9'b010110000; //add R2, R0
// memory[21] <= 9'b010110010; //add R2, R1
// memory[22] <= 9'b111110001; //srl R2
// memory[23] <= 9'b101011011; //bankl R3,1
// memory[24] <= 9'b010111100; //add R3, R2
// memory[25] <= 9'b101001100; //banks R1, 2
// memory[26] <= 9'b000100110; //lb R0, R3
// memory[27] <= 9'b010001000; //zero R1
// memory[28] <= 9'b011001001; //addi R1, 1 (numAddr = 1)
// memory[29] <= 9'b000101010; //lb R1, R1
// memory[30] <= 9'b100100001; //j SkipU
// memory[31] <= 9'b101110010; //j TransLoop
// memory[32] <= 9'b101010110; //SkipU: banks R2, 3
// memory[33] <= 9'b100100001; //j SkipD
// memory[34] <= 9'b100110111; //j TransLoose
// memory[35] <= 9'b010010000; //SkipD: zero R2
// memory[36] <= 9'b010110010; //add R2, R1
// memory[37] <= 9'b010101001; //sub R1, R0
// memory[38] <= 9'b110001001; //beq R1, Go1
// memory[39] <= 9'b100100001; //j Skip1
// memory[40] <= 9'b100101001; //Go1: j Win
// memory[41] <= 9'b010001000; //Skip1: zero R1
// memory[42] <= 9'b010101100; //add R1, R2
// memory[43] <= 9'b011100010; //slt R0, R1
// memory[44] <= 9'b110000001; //beq R0, Go2
// memory[45] <= 9'b100100110; //j Skip2
// memory[46] <= 9'b010000000; //Go2: zero R0
// memory[47] <= 9'b011000001; //addi R0, 1
// memory[48] <= 9'b101001111; //bankl R1,3
// memory[49] <= 9'b010100010; //add R0, R1
// memory[50] <= 9'b101001101; //bankl R1,2
// memory[51] <= 9'b101110101; //j loop
// memory[52] <= 9'b010001000; //Skip2: zero R1
// memory[53] <= 9'b011001111; //addi R1, -1
// memory[54] <= 9'b101000111; //bankl R0, 3
// memory[55] <= 9'b010101000; //add R1, R0
// memory[56] <= 9'b101000001; //bankl R0,0
// memory[57] <= 9'b101111011; //j loop
// memory[58] <= 9'b010000000; //Loose: zero R0
// memory[59] <= 9'b011000111; //addi R0, -1
// memory[60] <= 9'b101000110; //banks R0, 3
// memory[61] <= 9'b100100000; //j Win
// memory[62] <= 9'b000000000; //Win: halt
end
always@(address, clk)begin
if(clk == 1'b1)begin
readData <= memory[address];
end
end
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)
);
initial begin
#10
address = 9'b000000000;
#5
address = 9'b000000001;
#5
address = 9'b000000010;
#5
address = 9'b000000011;
#5
address = 9'b000000100;
#5
address = 9'b000000101;
#5
address = 9'b000000111;
#5
$finish;
end
endmodule