1、? ?數(shù)據(jù)通路設(shè)計

首先根據(jù)慕課中華科給出的數(shù)據(jù)通路連接自己的數(shù)據(jù)通路

?這里的取地址很有講究

因為MIPS架構(gòu)是按照字編址，且MIPS的字長為定長的32位即四字節(jié)，所以PC=PC+1是實際上的PC=PC+4，且RAM容量為，又因為，所以取指階段Men[PC]->IR的時候需要把PC寄存器的2-11位送入RAM。

還要注意Branch細(xì)分出來的Beq和Bne指令的連接，結(jié)合微程序控制器，可以看出來Beq和Bne只要有一個有效的時候PCSrc就為真，可以設(shè)計出如上的邏輯電路。

容易得知Beq與Alu的equal信號對應(yīng)，所以直接與equal做與運算，Bne對應(yīng)Alu的不相等，所以equal要先取非再與Bne做與運算。兩個與運算的結(jié)果只要有一個有效即可，所以經(jīng)過或門形成PCsrc。

根據(jù)數(shù)據(jù)通路以及所學(xué)知識可得，需要將I型指令的imm立即數(shù)帶符號擴展到32位才能正常做運算。

總周期的部分可以用微地址來和Syscall的微地址13來進行對比運算，只要沒有停機，周期就一直在增加，因此可以設(shè)計一個下圖所示的電路

2、??? 微程序控制器設(shè)計

1、指令譯碼邏輯

根據(jù)以上指令的OpCode字段和FUNCT字段結(jié)合logism自帶的比較器，可以設(shè)計出指令譯碼邏輯部分。

2、ALU控制邏輯

根據(jù)下方提示，00的時候ALU做加法，01的時候ALU做減法，10的時候ALU的功能由FUNC字段決定，又因為FUNC字段跟R型指令關(guān)聯(lián)，且Syscall不做運算，SLT做有帶符號比較運算，ADD做加法運算，因此可以設(shè)計出以下簡易的ALU控制邏輯部分

4、?實現(xiàn)微程序地址邏輯轉(zhuǎn)移

根據(jù)慕課給出的Excel表格，結(jié)合之前設(shè)計的ALU控制邏輯，加上電路分析功能，設(shè)計出的微程序地址轉(zhuǎn)移電路如下

5、根據(jù)狀態(tài)圖構(gòu)建微程序

結(jié)合狀態(tài)圖、數(shù)據(jù)通路和控制信號說明

加上Excel表格

可以看出來，取指令的時候，PC=PC+4，所以ALUSrcB=01，Ir寄存器和PC寄存器要寫入數(shù)據(jù)，對應(yīng)的使能信號為1，還要讀取存儲器里面的指令，MenRead也為1。根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖，只有譯碼的時候發(fā)生了跳轉(zhuǎn)，其他指令都是根據(jù)下址字段運行，所以譯碼指令的P=1。Beq和Bne的PCSrc字段，根據(jù)數(shù)據(jù)通路圖或者狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖中的指令功能可以得出是1。

可以設(shè)計出控制存儲器

3、測試：