计组实验-存储器

拓展字

将一片14位的ROM改为用4片12位的ROM完成

片选信号sel的加入

整体连接

测试结果

MIPS-RAM访问方式控制

调试

前后历经长时间调试，总结核心如下：

• 3种形式下的访问方式的地址判断

  • 00：字，末两位无效-》4片RAM全部输出（4个字节）

  • 01：字节，皆有效-》唯一有效的1片RAM输出（1个字节）

  • 10：双字节，末一位无效-》有效的2片RAM输出（2个字节）

• 输入格式和输出格式（※重点注意）

  • 都将有效数据放置在最低位，则输入和输出需要根据不同的访问方式进行格式转换，本次实现分别通过两种方式，分别是：

    • 输入：移位

    • 输出：数据选择

详细步骤

输入格式

把输入数据进行移位，采取方式，循环移位

如果访问方式为01——按字节访问，对3种不同的进行移位：

同理，对于10模式

输出格式

根据3种访问方式，由数据选择器完成结果的呈现，其中：

• DW是单字节访问的末两位

• B是双字节访问的有效位（倒数第2位）

• d3\d2\d1\d0分别为从高到低RAM的输出数据

片选信号

在高字节读写时，发生如下错误

 

说明写入时覆盖了本不需要写入的值，因此根据此前的设计添加片选信号。分别将各片ram有效的情况通过或门写出，以是完成片选信号的产生。

最终结果

MIPS-Regfile

需要注意的问题是一点，需要注意0号寄存器恒零

则不对0号寄存器进行写入操作即可

电路连接

测试结果

cache直接相联

将cache的工作原理进行了解，并学习了不同的地址映射方式——主存地址向cache行的映射。这里运用直接相联映射方式进行实现

思路与实现

1. 如果是直接相联区分一个cache块中有多少大小的字节

2. cache大小目前自己定，则8行*1块（4个字节）

1. 判断地址，当地址能在相应行时，再判定tag是否一致

   1. 将2-4与位置进行比较，故需要用译码器，输出cache中的tag

   2. 若tag不一致，进行置换，两部分：数据块与tag

      1. 条件：既片选，又miss

   1. Tag条件，如果有效，再进行判定

1. 输出结果，根据数据块中block offset导出数据结果

2. 有效位valid如果没有内容，置0，若有，置1