Integratie
Met het laatste ontbrekende bouwblokje (de program counter (PC)) geïmplementeerd, is het tijd om alles te integreren.
Een RISC-V processor heeft verschillende types van instructies. Om de zaken niet nodeloos complex te maken, wordt er voor deze implementatie enkel naar R-type (een deel van) de I-type instructies gekeken.
- Een I-type instructie (althans het deel van de I-types die in scoop ligt) voert een ALU operatie uit met 1 register en 1 argument
- Een R-type instructie voert een ALU operatie uit met 2 registers
Hier zijn 4 assembly instructies. Hoe deze uitgevoerd worden door de processor wordt hieronder uitgelegd.
0x0: addi x1, x0, 1
0x4: addi x2, x0, 1
0x8: add x3, x2, x1
0xC: add x4, x3, x2
- Tel 1 op bij register 0 (x0) en sla het resultaat op in register 1 (x1)
- Tel 1 op bij register 0 (x0) en sla het resultaat op in register 2 (x2)
- Tel de inhouden van registers 2 (x2) en 1 (x1) op en sla de som op in register 3 (x3)
- Tel de inhouden van registers 3 (x3) en 2 (x2) op en sla de som op in register 4 (x4)
De PC start op 0x0. Deze waarde wordt aan het instructie geheugen gegeven en deze stuurt de instructie addi x1, x0, 1 terug. De control blok ontleedt de instructie en maakt de bijpassende controle-signalen:
- de selectie-signalen van de register file voor beide operanden
- de keuze van de operatie van de ALU
- de keuze voor de tweede operand die naar de ALU gaat
- de aansturing van de write-enable van de register file
- de aansturing van de register selectie voor de opslag van het resultaat
- de correcte instructie voor de PC
Hierdoor geeft de register file de juiste waardes, ontvangt de ALU de correcte operanden om de instructie op uit te voeren en wordt het resultaat op de juiste plaats weggeschreven.
De tabel hieronder illustreert hoe de waardes veranderen in de implementatie.
In simulatie ziet er dit ongeveer als volgt uit:
De inhoud van register 0 (x0) MAG nooit overschreven worden en zal altijd de waarde 0x0 hebben.