本系列博文将使用verilog语言，实现兼容MIPS32指令集架构的处理器——OpenMIPS，MIPS是典型的RSIC处理器。本系列博文参考雷思磊老师的《自己动手写CPU》，袁春风老师主编的《计算机组成与系统结构》。本博文在书中已有的内容不给出介绍，除非一些笔者认为特别有必要的理论知识，建议结合书记一起学习。本博文记录博主的过程所学，记录供方便查阅及反思。会沿着博主学习的思路，做希望能完整个系列。若博文中错误，是笔者自身理解有误，欢迎指出！！感谢~

计算机的发展历程

第一代计算机为电子管计算机。是1946年诞生于美国的ENIAC，是美国军方定制，专门为了计算弹道和射击特性表面而研制的。

附录
“储存程序”基本思想
这里主要值得重视的，是冯·诺依曼的“储存程序”基本思想。必须将是事先编写好的把程序和数据通过输入输出设备送入内存，一旦程序执行，计算机能不在操作人员的干预下自动完成逐条取出并执行指令的任务。“储存程序”计算机被称为ISA计算机，其包括：算数逻辑单元，程序控制器，主存储器以及输入输出设备。整个计算机以主存储器为核心，程序首先输入到运算器，然后保存到主存，程序运行时，从主存调出指令，在程序控制器和运算器中执行，执行的中间结果送主存保存，结果送到输出。

第二代计算机为晶体管计算机
第三代计算机为集成电路计算机
第四代计算机为超大规模集成电路计算机

计算机系统的基本组成

计算机系统有用硬件和软件两部分组成。硬件：具体物理装置的总称。软件：包括运行在硬件的程序和数据以及相关文档。程序即为指令序列，数据位指令操作的对象。
绝大部分计算机具有冯诺依曼结构计算机的特性。
（1）采用程序储存式的工作方式
（2）计算机由运算器（数据通路），控制器，存储器，输入输出设备五个基本部件组成。
（3）存储器，用于存放指令以及数据，且计算机可以对其进行区分，控制器，能控制指令自动的执行，运算器，进行运算，操作人员可以通过输入输出使用计算机。

计算机硬件主要包括中央处理器，储存器，I/O控制器，外部设备和总线。
这里笔者需要完成的是中央处理器。中央处理器包括两个部分，数据通路和控制器。
数据通路：用于执行所属逻辑运算（简单理解就是一个计算器，用于进行数据的运算）
控制器：对指令进译码，控制数据通路（对于指令进行译码，对于不同的指令进行相应的处理）

计算机系统的层次化结构

ISA是整个计算机系统的核心部分。（Instruction set architecture）可以认为是软硬件接口。软件不可见。软件的编程语言借助程序翻译，将软件程序翻译为机器语言程序。

指令集与架构

根据ISA的不同将其分为
RISC（Reduced instruction set computer）精简指令集计算机
CISC（Complex Instruction Set Computer）复杂指令系统计算机
按指令格式的复杂度进行分类。可以分为CISC和RISC。其中CISC使得指令的功能更接近软件语言的功能，给如给软件提供更好的支持，故此，其指令集复杂，指令周期长，指令周期差距大，难以进行编译优化。
而RISC简化指令使得计算机结构更加合理。指令少，指令格式规整，采用流水线方式执行指令…
两者各有优劣。笔者实现的是RISC的典型代表OpenMIPS。

指令格式

指令分为R-型，I-型以及J-型。指令的格式如下：

R-型指令，是RR型指令，其操作码为000000，操作类型有func字段指定，rs以及rt作为第一第二源操作数，运算结果总之寄存器rd。根据不同的指令可能会进行不同的操作。例如移位计算，由shamt表明移位的位权。
I-型指令（立即数型指令），rs以及立即数作为源操作数，结果送至rs。若是条件转移指令，需要通过立即数进行寻址。
J-型指令。主要是无条件跳转指令。
这里对于指令大概有一个简单的认识。便于以后添加描述。

MIPS中的寄存器

通用寄存器

特殊寄存器

寻址方式

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