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控制寄存器和状态寄存器

  • 控制和状态寄存器( CSR )从寄存器文件( x0-x31 )中分离出来。
    • 用于监测状态和性能
    • CSRs最多可达4096个
  • 不在基础的ISA中，但几乎在每一个实现中都是强制性的
    • ISA是模块化的
    • 必要的计数器和定时器，以及与外设的通信

CSR指令

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  • CSRRW (原子读写方法CSR)指令”原子性”地交换CSR和整数寄存器中的值。
  • CSRRW读取CSR的前一个值，并写入整数寄存器rd。然后将rs1写入CSR
  • 伪指令csrw csr，rs1为csrrw x0，csr，rs1
    • rd = x0，只需将rs1写入CSR即可
  • 伪指令csrwi csr，uimm为csrrwi x0，csr，uimm
    • Rd = x0，只需将uimm写入CSR
  • 提示：使用write enable 和时钟. . .

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Single-Cycle RV32I Datapath and Control

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Instruction timing

add

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lw

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Control Logic Design

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控制实现方式的选择

  • ROM
    • Read Only Memory
    • 规则结构
    • Can be easily reprogrammed
      • fix errors
      • add instructions
    • 在手动设计控制逻辑时流行
  • 组合逻辑
    • 如今，芯片设计者使用逻辑综合工具将真值表转换为门的网络

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ROM-based Control

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Rom Controller的实现

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Combinational Logic Control

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Control Logic to Decode add

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