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辛苦三星期，造台计算机！

本项目为 BIT 大四小学期：

• 计算机组成原理课程设计
• 汇编与接口技术课程设计

两门课程的基本设计流程与参考资料的非官方整理。

• 计算机组成原理课程设计
  • 每一位同学自行完成一个支持 MIPS 指令子集：Lui、Addiu、Add、Lw、Sw、Beq、j，以及一随机抽取的指令的单周期 CPU，并给出仿真结果
  • 每组同学共同完成一个多周期的或者流水线的 CPU，仿真并在精工板上验证
• 汇编与接口课程设计
  • 每一位同学为自己设计的 CPU 写一个测试程序（MIPS 汇编程序或者 C 语言 + MIPS 编译器）
  • 根据精工板资源，按组完成计算机外设接口设计，如 VGA 控制器、LCD、UART、蓝牙等，测试并形成 IP 核
  • 应用 ② 中产生的 IP 核到自行设计的计算机系统中，在精工板上实现。

如果没有意外，那么你的设计流程应该和以下过程一致。

• 安装与环境部署
• 利用 Vivado 创建项目
• 使用 VS Code 作为 Vivado 的默认代码编辑器

单周期 CPU 是个人项目中的必要起步项目，在单周期 CPU 的构建过程中我们才能理解流水线 CPU 的具体工作原理。

• 单周期 CPU 的基础知识
• 单周期 CPU 的设计思路
• 单周期 CPU 的具体代码实现
• 单周期 CPU 的行为仿真

我们团队选择实现流水线 CPU，因此接下来的参考文档只介绍流水线 CPU 的设计流程。

• 流水线 CPU 准备实现的指令
• 流水线 CPU 的基础知识
• 数据通路与信号控制
• Hazards 与其避免措施
• 分支预测 Branch Prediction
• 流水线 CPU 的设计
• 利用 IP 核对 CPU 进行封装

本次小学期实验最后需要与精工开发板进行整合，需要通过 VGA 等接口调用来让 CPU 能够实现与外设接口的整合，实现一个完整的计算机系统。

• 外部设备的基础配置
• 以 VGA 为例子对外部设备进行信号输出

• How does a CPU work - Hackernoon
• University of Washington - Course CSE378
  • A single-cycle MIPS processor
  • Intro to Pipelining
  • Pipelined datapath and control
  • Pipelining and Data Hazards
  • Hazards
  • Branching, Performance
• 针对参加龙芯杯的若干建议 - Silverster98/bit_nscscc_suggestion

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