本文主要是介绍第4章：第一条指令ori的实现，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
4.1 ori指令说明
- ori指令格式：
索引为rs的通用寄存器的值与扩展后的立即数进行or运算，结果存储到rt
(1) 符号扩展
（2）通用寄存器
32个通用寄存器，使用某个通用寄存器只需要给出相应的索引，索引占用5bit
4.2 流水线结构的建立
4.2.1 流水线的简单模型
- 寄存器输出端与输入端存在环路，则这样的电路称为状态机，寄存器之间有连接，无环路，这样的电路结构称为流水
4.2.2 原始的OpenMIPS五级流水线结构
4.2.3 一些宏定义
- 提升代码的可读性
4.2.4 取指阶段的实现
- PC模块
PC模块的作用是给出指令地址
- IF/ID模块
暂时保存取指令阶段取得的指令以及对应的指令地址，并在下一个时钟传递到译码阶段
4.2.5 译码阶段的实现
- Regfile 模块
- 实现了32个32位通用整数寄存器，可以同时进行两个寄存器的读操作和一个寄存器的写操作。
- ID模块
- 作用是对指令进行译码，得到最终运算的类型，自诶行，源操作数1，源操作数2，要写入的目的寄存器地址等信息。
- ID/EX模块
作用是将译码阶段取得的运算类型，源操作数，要写的目的寄存器地址等结果，在下一个时钟传递到流水线执行阶段
4.2.6 执行阶段的实现
- EX模块
执行运算操作
- EX/MEM模块
将执行阶段取得的运算结果，在下一个时钟传递到流水线访存阶段
4.2.7 访存阶段的实现
针对ori指令，不需要访问数据存储器，在访存阶段，简单地将执行阶段的结果向回写阶段传递即可，流水线访存阶段包括MEM,MEM/WB两个模块
- MEM模块
将执行结果直接作为输出 - MEM/WB模块
与MEM相似，将输入信号传递到对应的输出端口
4.2.8 回写阶段的实现
这个阶段实际是在Regfile模块中实现的，完成指令运算结果写入目的寄存器的功能
4.2.9 顶层模块OpenMIPS的实现
功能是对上述各个模块进行例化，连线
验证OpenMIPS实现效果
4.3.1 指令存储器ROM的实现
验证之前首先实现指令存储器，以便OpenMIPS从中读取指令。
4.3.2 最小SOPC的实现
4.3.3 编写测试程序
由于GCC编译器的安装、使用、Makefile文件的制作还需不少篇幅，本届采用手工编译的方式编译测试程序。
4.3.4 建立TestBench文件
给出最小SOPC运行的时钟，复位信号
4.3.5 使用ModelSim检验OpenMIPS实现效果
仿真检验实现效果
4.4 MIPS编译环境的建立
该文章的OpenMIPS设计时就计划与MIPS32指令集架构兼容，可以使用MIPS32架构下已有的GNU开发工具链。
4.4.1 VisalBox的安装与设置
GNU工具链要安装在Linux环境下，VisualBox是一款开源的虚拟机软件，
4.4.2 GNU工具链的安装
GNU工具链常用工具：
as:GNU汇编器：对汇编源程序进行编译产生目标文件
ld:GNU连接器：对目标文件进行链接，重定位数据产生可执行文件
objcopy:用于将一种格式的目标文件复制为另一种格式
readelf:类似objdump,但只能处理ELF格式文件
4.4.3 使用GNU工具进行编译
测试程序：
编译代码与结果：
产生elf文件
4.4.4 使用GNU工具进行链接
将可重定位ELF文件通过链接转化为可执行文件inst_rom.om，其为elf格式
4.4.5 得到ROM初始化文件
将inst_rom.om转化为二进制格式inst_rom.bin，并转化为存储器初始化文件的格式。
4.4.6 编写Makefile文件
目的是将上面4条命令使用一条命令替换，得到存储器初始化文件
4.5第一条指令实现小结
- 实现了ori
- 实现了最小SOPC
- 仿真验证了ori正确性
- 详细介绍从汇编到存储器初始化文件的过程
这篇关于第4章：第一条指令ori的实现的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
