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ac7850987a
...
8eee1171a8
Author | SHA1 | Date |
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Austin Morlan | 8eee1171a8 | |
Austin Morlan | 7590cd0cf3 |
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@ -0,0 +1,109 @@
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#!/usr/bin/env bash
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set -e
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SRC_DIR=$(pwd)/src
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BUILD_DIR=$(pwd)/.build
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APIO_HOME_DIR=$(pwd)/.apio
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BIN_DIR=$APIO_HOME_DIR/packages/tools-oss-cad-suite/bin
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COMMAND=$1
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VERSION=$2
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SAP1_MODULES="
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$SRC_DIR/sap1/adder.v
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$SRC_DIR/sap1/clock.v
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$SRC_DIR/sap1/controller.v
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$SRC_DIR/sap1/ir.v
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$SRC_DIR/sap1/memory.v
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$SRC_DIR/sap1/pc.v
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$SRC_DIR/sap1/reg_a.v
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$SRC_DIR/sap1/reg_b.v"
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SAP1_TOP=$SRC_DIR/sap1/top.v
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SAP1_TB=$SRC_DIR/sap1/top_tb.v
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||||||
|
SAP2_MODULES="
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||||||
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$SRC_DIR/sap2/alu.v
|
||||||
|
$SRC_DIR/sap2/clock.v
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||||||
|
$SRC_DIR/sap2/controller.v
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||||||
|
$SRC_DIR/sap2/ir.v
|
||||||
|
$SRC_DIR/sap2/memory.v
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||||||
|
$SRC_DIR/sap2/pc.v
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||||||
|
$SRC_DIR/sap2/register.v
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||||||
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$SRC_DIR/sap2/flags.v"
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SAP2_TOP=$SRC_DIR/sap2/top.v
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||||||
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SAP2_TB=$SRC_DIR/sap2/top_tb.v
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if [ -z "$COMMAND" ]; then
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mkdir -p $BUILD_DIR/sap1
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pushd $BUILD_DIR/sap1 > /dev/null
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$BIN_DIR/yosys -q -p "synth_ice40 -json hardware.json" $SAP1_MODULES $SAP1_TOP
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$BIN_DIR/nextpnr-ice40 --lp8k --package cm81 --json hardware.json --asc hardware.asc --pcf $SRC_DIR/pins.pcf -q
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$BIN_DIR/icepack hardware.asc hardware.bin
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popd > /dev/null
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mkdir -p $BUILD_DIR/sap2
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pushd $BUILD_DIR/sap2 > /dev/null
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||||||
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||||||
|
$BIN_DIR/yosys -q -p "synth_ice40 -json hardware.json" $SAP2_MODULES $SAP2_TOP
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||||||
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$BIN_DIR/nextpnr-ice40 --lp8k --package cm81 --json hardware.json --asc hardware.asc --pcf $SRC_DIR/pins.pcf -q
|
||||||
|
$BIN_DIR/icepack hardware.asc hardware.bin
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||||||
|
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||||||
|
popd > /dev/null
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||||||
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elif [ "$COMMAND" == "init" ]; then
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virtualenv .env
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source .env/bin/activate
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pip install apio tinyprog
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export APIO_HOME_DIR=$APIO_HOME_DIR
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apio install oss-cad-suite
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elif [ "$COMMAND" == "clean" ]; then
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rm -r $BUILD_DIR
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elif [ "$COMMAND" == "program" ]; then
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||||||
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source .env/bin/activate
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||||||
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if [ -z "$VERSION" ]; then
|
||||||
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echo "program needs a version"
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exit 1
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|
elif [ "$VERSION" == "sap1" ]; then
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pushd $BUILD_DIR/sap1 > /dev/null
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||||||
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sudo tinyprog -p hardware.bin
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||||||
|
popd > /dev/null
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||||||
|
elif [ "$VERSION" == "sap2" ]; then
|
||||||
|
pushd $BUILD_DIR/sap2 > /dev/null
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||||||
|
sudo tinyprog -p hardware.bin
|
||||||
|
popd > /dev/null
|
||||||
|
fi
|
||||||
|
elif [ "$COMMAND" == "sim" ]; then
|
||||||
|
if [ -z "$VERSION" ]; then
|
||||||
|
echo "sim needs a version"
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||||||
|
exit 1
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||||||
|
elif [ "$VERSION" == "sap1" ]; then
|
||||||
|
mkdir -p $BUILD_DIR/sap1
|
||||||
|
|
||||||
|
pushd $SRC_DIR/sap1 > /dev/null
|
||||||
|
$BIN_DIR/iverilog -o $BUILD_DIR/sap1/top_tb $SAP1_MODULES $SAP1_TB
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||||||
|
$BIN_DIR/vvp $BUILD_DIR/sap1/top_tb
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||||||
|
mv top_tb.vcd $BUILD_DIR/sap1
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||||||
|
popd > /dev/null
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||||||
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||||||
|
gtkwave $BUILD_DIR/sap1/top_tb.vcd $BUILD_DIR/sap1/top_tb.gtkw
|
||||||
|
elif [ "$VERSION" == "sap2" ]; then
|
||||||
|
mkdir -p $BUILD_DIR/sap2
|
||||||
|
|
||||||
|
pushd $SRC_DIR/sap2 > /dev/null
|
||||||
|
$BIN_DIR/iverilog -o $BUILD_DIR/sap2/top_tb $SAP2_MODULES $SAP2_TB
|
||||||
|
$BIN_DIR/vvp $BUILD_DIR/sap2/top_tb
|
||||||
|
mv top_tb.vcd $BUILD_DIR/sap2
|
||||||
|
popd > /dev/null
|
||||||
|
|
||||||
|
gtkwave $BUILD_DIR/sap2/top_tb.vcd $BUILD_DIR/sap2/top_tb.gtkw
|
||||||
|
fi
|
||||||
|
|
||||||
|
else
|
||||||
|
echo "Invalid arguments"
|
||||||
|
fi
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,2 @@
|
||||||
|
set_io --warn-no-port CLK B2 # input
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,14 @@
|
||||||
|
module adder(
|
||||||
|
input[7:0] a,
|
||||||
|
input[7:0] b,
|
||||||
|
input sub,
|
||||||
|
input en,
|
||||||
|
output[7:0] bus);
|
||||||
|
|
||||||
|
assign bus =
|
||||||
|
(en) ?
|
||||||
|
((sub) ? a-b : a+b) :
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||||||
|
8'bz;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||||
|
module clock(
|
||||||
|
input hlt,
|
||||||
|
input clk_in,
|
||||||
|
output clk_out);
|
||||||
|
|
||||||
|
assign clk_out = (hlt) ? 1'b0 : clk_in;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,123 @@
|
||||||
|
module controller(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input[3:0] instr,
|
||||||
|
output reg[11:0] ctrl_word);
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam SIG_HLT = 11;
|
||||||
|
localparam SIG_PC_INC = 10;
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||||||
|
localparam SIG_PC_EN = 9;
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||||||
|
localparam SIG_MEM_LOAD = 8;
|
||||||
|
localparam SIG_MEM_EN = 7;
|
||||||
|
localparam SIG_IR_LOAD = 6;
|
||||||
|
localparam SIG_IR_EN = 5;
|
||||||
|
localparam SIG_A_LOAD = 4;
|
||||||
|
localparam SIG_A_EN = 3;
|
||||||
|
localparam SIG_B_LOAD = 2;
|
||||||
|
localparam SIG_ADDER_SUB = 1;
|
||||||
|
localparam SIG_ADDER_EN = 0;
|
||||||
|
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||||||
|
localparam OP_LDA = 4'b0000;
|
||||||
|
localparam OP_ADD = 4'b0001;
|
||||||
|
localparam OP_SUB = 4'b0010;
|
||||||
|
localparam OP_HLT = 4'b1111;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[2:0] stage = 0;
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||||||
|
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||||||
|
always @(negedge clk) begin
|
||||||
|
if (stage == 6) begin
|
||||||
|
stage <= 1;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
stage <= stage + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(*) begin
|
||||||
|
case (stage)
|
||||||
|
1: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_PC_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_MEM_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
2: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_PC_INC] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
3: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_MEM_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_IR_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
4: begin
|
||||||
|
case (instr)
|
||||||
|
OP_LDA: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_IR_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_MEM_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_ADD: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_IR_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_MEM_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_SUB: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_IR_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_MEM_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_HLT: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_HLT] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
5: begin
|
||||||
|
case (instr)
|
||||||
|
OP_LDA: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_MEM_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_A_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_ADD: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_MEM_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_B_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_SUB: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_MEM_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_B_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
6: begin
|
||||||
|
case (instr)
|
||||||
|
OP_ADD: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_ADDER_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_A_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_SUB: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_ADDER_SUB] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_ADDER_EN] = 1;
|
||||||
|
ctrl_word[SIG_A_LOAD] = 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
ctrl_word = 12'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,23 @@
|
||||||
|
module ir(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input clr,
|
||||||
|
input load,
|
||||||
|
input en,
|
||||||
|
inout[7:0] bus,
|
||||||
|
output[3:0] instr);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[7:0] ir = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk or posedge clr) begin
|
||||||
|
if (clr) begin
|
||||||
|
ir <= 8'b0;
|
||||||
|
end else if (load) begin
|
||||||
|
ir <= bus;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign instr = ir[7:4];
|
||||||
|
assign bus = (en) ? ir[3:0] : 8'bz;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,24 @@
|
||||||
|
module memory(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input load,
|
||||||
|
input en,
|
||||||
|
inout[7:0] bus
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$readmemh("program.bin", ram);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[3:0] mar = 0;
|
||||||
|
reg[7:0] ram[0:15];
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (load) begin
|
||||||
|
mar <= bus[3:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign bus = (en) ? ram[mar] : 8'bz;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,22 @@
|
||||||
|
module pc(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input clr,
|
||||||
|
input inc,
|
||||||
|
input en,
|
||||||
|
output[7:0] bus
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[3:0] pc = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk or posedge clr) begin
|
||||||
|
if (clr) begin
|
||||||
|
pc <= 4'b0;
|
||||||
|
end else if (inc) begin
|
||||||
|
pc <= pc + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign bus = (en) ? pc : 8'bz;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,16 @@
|
||||||
|
0D
|
||||||
|
1E
|
||||||
|
2F
|
||||||
|
F0
|
||||||
|
00
|
||||||
|
00
|
||||||
|
00
|
||||||
|
00
|
||||||
|
00
|
||||||
|
00
|
||||||
|
00
|
||||||
|
00
|
||||||
|
00
|
||||||
|
03
|
||||||
|
04
|
||||||
|
02
|
|
@ -0,0 +1,20 @@
|
||||||
|
module reg_a(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input load,
|
||||||
|
input en,
|
||||||
|
inout[7:0] bus,
|
||||||
|
output[7:0] val);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[7:0] reg_a = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (load) begin
|
||||||
|
reg_a <= bus;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign bus = (en) ? reg_a : 8'bz;
|
||||||
|
assign val = reg_a;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,18 @@
|
||||||
|
module reg_b(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input load,
|
||||||
|
input[7:0] bus,
|
||||||
|
output[7:0] val);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[7:0] reg_b = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (load) begin
|
||||||
|
reg_b <= bus;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign val = reg_b;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,97 @@
|
||||||
|
module top(
|
||||||
|
input CLK);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire[7:0] bus;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire clk;
|
||||||
|
wire hlt;
|
||||||
|
clock clock(
|
||||||
|
.hlt(hlt),
|
||||||
|
.clk_in(CLK),
|
||||||
|
.clk_out(clk)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire clr;
|
||||||
|
wire pc_en;
|
||||||
|
wire pc_inc;
|
||||||
|
pc pc(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.clr(clr),
|
||||||
|
.inc(pc_inc),
|
||||||
|
.en(pc_en),
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire a_load;
|
||||||
|
wire a_en;
|
||||||
|
wire[7:0] a_val;
|
||||||
|
reg_a reg_a(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(a_load),
|
||||||
|
.en(a_en),
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
.val(a_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire b_load;
|
||||||
|
wire[7:0] b_val;
|
||||||
|
reg_b reg_b(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(b_load),
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
.val(b_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire adder_sub;
|
||||||
|
wire adder_en;
|
||||||
|
adder adder(
|
||||||
|
.a(a_val),
|
||||||
|
.b(b_val),
|
||||||
|
.sub(adder_sub),
|
||||||
|
.en(adder_en),
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire mar_load;
|
||||||
|
wire mem_en;
|
||||||
|
memory mem(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(mar_load),
|
||||||
|
.en(mem_en),
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire ir_load;
|
||||||
|
wire ir_en;
|
||||||
|
wire[3:0] ir_instr;
|
||||||
|
ir ir(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.clr(clr),
|
||||||
|
.load(ir_load),
|
||||||
|
.en(ir_en),
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
.instr(ir_instr)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
controller controller(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.instr(ir_instr),
|
||||||
|
.ctrl_word(
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hlt,
|
||||||
|
pc_inc,
|
||||||
|
pc_en,
|
||||||
|
mar_load,
|
||||||
|
mem_en,
|
||||||
|
ir_load,
|
||||||
|
ir_en,
|
||||||
|
a_load,
|
||||||
|
a_en,
|
||||||
|
b_load,
|
||||||
|
adder_sub,
|
||||||
|
adder_en
|
||||||
|
})
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,109 @@
|
||||||
|
module top_tb();
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$dumpfile("top_tb.vcd");
|
||||||
|
$dumpvars(0, top_tb);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
reg clk_in = 0;
|
||||||
|
integer i;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
for (i = 0; i < 128; i++) begin
|
||||||
|
#1 clk_in = ~clk_in;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
wire clk;
|
||||||
|
wire hlt;
|
||||||
|
wire clr;
|
||||||
|
wire[7:0] bus;
|
||||||
|
|
||||||
|
clock clock(
|
||||||
|
.hlt(hlt),
|
||||||
|
.clk_in(clk_in),
|
||||||
|
.clk_out(clk)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire pc_en;
|
||||||
|
wire pc_inc;
|
||||||
|
pc pc(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.clr(clr),
|
||||||
|
.inc(pc_inc),
|
||||||
|
.en(pc_en),
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire a_load;
|
||||||
|
wire a_en;
|
||||||
|
wire[7:0] a_val;
|
||||||
|
reg_a reg_a(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(a_load),
|
||||||
|
.en(a_en),
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
.val(a_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire b_load;
|
||||||
|
wire[7:0] b_val;
|
||||||
|
reg_b reg_b(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(b_load),
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
.val(b_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire adder_sub;
|
||||||
|
wire adder_en;
|
||||||
|
adder adder(
|
||||||
|
.a(a_val),
|
||||||
|
.b(b_val),
|
||||||
|
.sub(adder_sub),
|
||||||
|
.en(adder_en),
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire mar_load;
|
||||||
|
wire mem_en;
|
||||||
|
memory mem(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(mar_load),
|
||||||
|
.en(mem_en),
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire ir_load;
|
||||||
|
wire ir_en;
|
||||||
|
wire[3:0] ir_instr;
|
||||||
|
ir ir(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.clr(clr),
|
||||||
|
.load(ir_load),
|
||||||
|
.en(ir_en),
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
.instr(ir_instr)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
controller controller(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.instr(ir_instr),
|
||||||
|
.ctrl_word(
|
||||||
|
{
|
||||||
|
hlt,
|
||||||
|
pc_inc,
|
||||||
|
pc_en,
|
||||||
|
mar_load,
|
||||||
|
mem_en,
|
||||||
|
ir_load,
|
||||||
|
ir_en,
|
||||||
|
a_load,
|
||||||
|
a_en,
|
||||||
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b_load,
|
||||||
|
adder_sub,
|
||||||
|
adder_en
|
||||||
|
})
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,64 @@
|
||||||
|
module alu(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input[7:0] a,
|
||||||
|
input[2:0] op,
|
||||||
|
input load,
|
||||||
|
input en,
|
||||||
|
inout[15:0] bus
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[7:0] alu = 0;
|
||||||
|
reg[7:0] tmp = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam OP_ADD = 0;
|
||||||
|
localparam OP_SUB = 1;
|
||||||
|
localparam OP_AND = 2;
|
||||||
|
localparam OP_OR = 3;
|
||||||
|
localparam OP_XOR = 4;
|
||||||
|
localparam OP_CMA = 5;
|
||||||
|
localparam OP_RAL = 6;
|
||||||
|
localparam OP_RAR = 7;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (load) begin
|
||||||
|
tmp <= bus[7:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(*) begin
|
||||||
|
case (op)
|
||||||
|
OP_ADD: begin
|
||||||
|
alu = a + tmp;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_SUB: begin
|
||||||
|
alu = a - tmp;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_AND: begin
|
||||||
|
alu = a & tmp;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_OR: begin
|
||||||
|
alu = a | tmp;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_XOR: begin
|
||||||
|
alu = a ^ tmp;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_CMA: begin
|
||||||
|
alu = ~a;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_RAL: begin
|
||||||
|
alu = a << 1;
|
||||||
|
alu[0] = a[7];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
OP_RAR: begin
|
||||||
|
alu = a >> 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
default: begin
|
||||||
|
alu = 0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
endcase
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign bus = (en) ? alu : 16'bz;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,9 @@
|
||||||
|
module clock(
|
||||||
|
input hlt,
|
||||||
|
input clk_in,
|
||||||
|
output clk_out);
|
||||||
|
|
||||||
|
assign clk_out = (hlt) ? 1'b0 : clk_in;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,80 @@
|
||||||
|
module controller(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input[7:0] instr,
|
||||||
|
input[1:0] flags,
|
||||||
|
output reg[33:0] ctrl_word
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam SIG_END = 34;
|
||||||
|
localparam SIG_HLT = 33;
|
||||||
|
localparam SIG_A_LOAD = 32;
|
||||||
|
localparam SIG_A_EN = 31;
|
||||||
|
localparam SIG_A_INC = 30;
|
||||||
|
localparam SIG_A_DEC = 29;
|
||||||
|
localparam SIG_B_LOAD = 28;
|
||||||
|
localparam SIG_B_EN = 27;
|
||||||
|
localparam SIG_B_INC = 26;
|
||||||
|
localparam SIG_B_DEC = 25;
|
||||||
|
localparam SIG_C_LOAD = 24;
|
||||||
|
localparam SIG_C_EN = 23;
|
||||||
|
localparam SIG_C_INC = 22;
|
||||||
|
localparam SIG_C_DEC = 21;
|
||||||
|
localparam SIG_FLAGS_LDA = 20;
|
||||||
|
localparam SIG_FLAGS_LDB = 19;
|
||||||
|
localparam SIG_FLAGS_LDC = 18;
|
||||||
|
localparam SIG_ALU_OP2 = 17;
|
||||||
|
localparam SIG_ALU_OP1 = 16;
|
||||||
|
localparam SIG_ALU_OP0 = 15;
|
||||||
|
localparam SIG_ALU_LD = 14;
|
||||||
|
localparam SIG_ALU_EN = 13;
|
||||||
|
localparam SIG_IR_LOAD = 12;
|
||||||
|
localparam SIG_PC_INC = 11;
|
||||||
|
localparam SIG_PC_LOAD = 10;
|
||||||
|
localparam SIG_PC_EN = 9;
|
||||||
|
localparam SIG_MAR_LOADH = 8;
|
||||||
|
localparam SIG_MAR_LOADL = 7;
|
||||||
|
localparam SIG_MDR_LOAD = 6;
|
||||||
|
localparam SIG_MDR_EN = 5;
|
||||||
|
localparam SIG_RAM_LOAD = 4;
|
||||||
|
localparam SIG_RAM_ENH = 3;
|
||||||
|
localparam SIG_RAM_ENL = 2;
|
||||||
|
localparam SIG_CALL = 1;
|
||||||
|
localparam SIG_RET = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam OP_JZ = 8'hCA;
|
||||||
|
localparam OP_JNZ = 8'hC2;
|
||||||
|
localparam OP_JM = 8'hFA;
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam FLAG_Z = 1;
|
||||||
|
localparam FLAG_S = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[34:0] ctrl_rom[0:4095];
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$readmemb("ctrl_rom.bin", ctrl_rom);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
reg reset = 0;
|
||||||
|
reg[3:0] stage = 0;
|
||||||
|
always @(negedge clk) begin
|
||||||
|
if (reset) begin
|
||||||
|
stage <= 0;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
stage <= stage + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(*) begin
|
||||||
|
ctrl_word = ctrl_rom[{instr, stage}];
|
||||||
|
|
||||||
|
if ((instr == OP_JZ && stage == 4 && flags[FLAG_Z] == 0) ||
|
||||||
|
(instr == OP_JNZ && stage == 4 && flags[FLAG_Z] == 1) ||
|
||||||
|
(instr == OP_JM && stage == 4 && flags[FLAG_S] == 0))
|
||||||
|
begin
|
||||||
|
reset = 1;
|
||||||
|
end else begin
|
||||||
|
reset = ctrl_rom[{instr, stage}][SIG_END];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
|
@ -0,0 +1,33 @@
|
||||||
|
module flags(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input[7:0] a,
|
||||||
|
input[7:0] b,
|
||||||
|
input[7:0] c,
|
||||||
|
input load_a,
|
||||||
|
input load_b,
|
||||||
|
input load_c,
|
||||||
|
output[1:0] out
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
localparam FLAG_Z = 1;
|
||||||
|
localparam FLAG_S = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[1:0] data = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(negedge clk) begin
|
||||||
|
if (load_a) begin
|
||||||
|
data[FLAG_Z] <= (a == 0) ? 1'b1 : 1'b0;
|
||||||
|
data[FLAG_S] <= (a[7] == 1) ? 1'b1 : 1'b0;
|
||||||
|
end else if (load_b) begin
|
||||||
|
data[FLAG_Z] <= (b == 0) ? 1'b1 : 1'b0;
|
||||||
|
data[FLAG_S] <= (b[7] == 1) ? 1'b1 : 1'b0;
|
||||||
|
end else if (load_c) begin
|
||||||
|
data[FLAG_Z] <= (c == 0) ? 1'b1 : 1'b0;
|
||||||
|
data[FLAG_S] <= (c[7] == 1) ? 1'b1 : 1'b0;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign out = data;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,22 @@
|
||||||
|
module ir(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input clr,
|
||||||
|
input load,
|
||||||
|
input[15:0] bus,
|
||||||
|
output[7:0] out
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[7:0] data = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk or posedge clr) begin
|
||||||
|
if (clr) begin
|
||||||
|
data <= 8'b0;
|
||||||
|
end else if (load) begin
|
||||||
|
data <= bus[7:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign out = data;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,62 @@
|
||||||
|
module memory(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input mar_loadh,
|
||||||
|
input mar_loadl,
|
||||||
|
input mdr_load,
|
||||||
|
input mdr_en,
|
||||||
|
input ram_load,
|
||||||
|
input ram_enh,
|
||||||
|
input ram_enl,
|
||||||
|
input call,
|
||||||
|
input ret,
|
||||||
|
inout[15:0] bus
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$readmemh("program.bin", ram);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[15:0] mar = 0;
|
||||||
|
reg[15:0] mdr = 0;
|
||||||
|
reg[7:0] ram[0:65535];
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (mar_loadh) begin
|
||||||
|
mar[15:8] <= bus[15:8];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (mar_loadl) begin
|
||||||
|
mar[7:0] <= bus[7:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (mdr_load) begin
|
||||||
|
mdr[7:0] <= bus[7:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ram_load) begin
|
||||||
|
ram[mar] <= mdr;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ram_enh) begin
|
||||||
|
mdr[15:8] <= ram[mar];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ram_enl) begin
|
||||||
|
mdr[7:0] <= ram[mar];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (call) begin
|
||||||
|
ram[16'hFFFE] <= bus[15:8];
|
||||||
|
ram[16'hFFFF] <= bus[7:0];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ret) begin
|
||||||
|
mdr[15:8] <= ram[16'hFFFE];
|
||||||
|
mdr[7:0] <= ram[16'hFFFF];
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign bus = (mdr_en) ? mdr : 16'bz;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,25 @@
|
||||||
|
module pc(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input clr,
|
||||||
|
input inc,
|
||||||
|
input load,
|
||||||
|
input en,
|
||||||
|
output[15:0] bus
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[15:0] pc = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk or posedge clr) begin
|
||||||
|
if (clr) begin
|
||||||
|
pc <= 16'b0;
|
||||||
|
end else if (load) begin
|
||||||
|
pc <= bus;
|
||||||
|
end else if (inc) begin
|
||||||
|
pc <= pc + 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign bus = (en) ? pc : 16'bz;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,2 @@
|
||||||
|
3e 00 06 0c 0e 08 80 0d
|
||||||
|
ca 0e 00 c3 06 00 76
|
|
@ -0,0 +1,27 @@
|
||||||
|
module register(
|
||||||
|
input clk,
|
||||||
|
input load,
|
||||||
|
input en,
|
||||||
|
input inc,
|
||||||
|
input dec,
|
||||||
|
inout[15:0] bus,
|
||||||
|
output[7:0] out
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
reg[7:0] data = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
always @(posedge clk) begin
|
||||||
|
if (load) begin
|
||||||
|
data <= bus[7:0];
|
||||||
|
end else if (inc) begin
|
||||||
|
data <= data + 1;
|
||||||
|
end else if (dec) begin
|
||||||
|
data <= data - 1;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
assign bus = (en) ? {8'b0, data} : 16'bz;
|
||||||
|
assign out = data;
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,210 @@
|
||||||
|
module top(
|
||||||
|
input CLK
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
wire[15:0] bus;
|
||||||
|
wire clr;
|
||||||
|
wire hlt;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
wire clk;
|
||||||
|
clock clock(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.hlt(hlt),
|
||||||
|
.clk_in(CLK),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.clk_out(clk)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire pc_inc;
|
||||||
|
wire pc_load;
|
||||||
|
wire pc_en;
|
||||||
|
pc pc(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.clr(clr),
|
||||||
|
.inc(pc_inc),
|
||||||
|
.load(pc_load),
|
||||||
|
.en(pc_en),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Output
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire ir_load;
|
||||||
|
wire[7:0] ir_instr;
|
||||||
|
ir ir(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.clr(clr),
|
||||||
|
.load(ir_load),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(ir_instr)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire mar_loadh;
|
||||||
|
wire mar_loadl;
|
||||||
|
wire mdr_load;
|
||||||
|
wire mdr_en;
|
||||||
|
wire ram_load;
|
||||||
|
wire ram_enh;
|
||||||
|
wire ram_enl;
|
||||||
|
wire call;
|
||||||
|
wire ret;
|
||||||
|
memory mem(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.mar_loadh(mar_loadh),
|
||||||
|
.mar_loadl(mar_loadl),
|
||||||
|
.mdr_load(mdr_load),
|
||||||
|
.mdr_en(mdr_en),
|
||||||
|
.ram_load(ram_load),
|
||||||
|
.ram_enh(ram_enh),
|
||||||
|
.ram_enl(ram_enl),
|
||||||
|
.call(call),
|
||||||
|
.ret(ret),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire a_load;
|
||||||
|
wire a_en;
|
||||||
|
wire a_inc;
|
||||||
|
wire a_dec;
|
||||||
|
wire[7:0] a_val;
|
||||||
|
register reg_a(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(a_load),
|
||||||
|
.en(a_en),
|
||||||
|
.inc(a_inc),
|
||||||
|
.dec(a_dec),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(a_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire b_load;
|
||||||
|
wire b_en;
|
||||||
|
wire b_inc;
|
||||||
|
wire b_dec;
|
||||||
|
wire[7:0] b_val;
|
||||||
|
register reg_b(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(b_load),
|
||||||
|
.en(b_en),
|
||||||
|
.inc(b_inc),
|
||||||
|
.dec(b_dec),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(b_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire c_load;
|
||||||
|
wire c_en;
|
||||||
|
wire c_inc;
|
||||||
|
wire c_dec;
|
||||||
|
wire[7:0] c_val;
|
||||||
|
register reg_c(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(c_load),
|
||||||
|
.en(c_en),
|
||||||
|
.inc(c_inc),
|
||||||
|
.dec(c_dec),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(c_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire[2:0] alu_op;
|
||||||
|
wire alu_load;
|
||||||
|
wire alu_en;
|
||||||
|
alu alu(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.a(a_val),
|
||||||
|
.load(alu_load),
|
||||||
|
.op(alu_op),
|
||||||
|
.en(alu_en),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire[1:0] flags_val;
|
||||||
|
wire flags_lda;
|
||||||
|
wire flags_ldb;
|
||||||
|
wire flags_ldc;
|
||||||
|
flags flags(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.a(a_val),
|
||||||
|
.b(b_val),
|
||||||
|
.c(c_val),
|
||||||
|
.load_a(flags_lda),
|
||||||
|
.load_b(flags_ldb),
|
||||||
|
.load_c(flags_ldc),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(flags_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
controller controller(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.instr(ir_instr),
|
||||||
|
.flags(flags_val),
|
||||||
|
.ctrl_word({
|
||||||
|
hlt,
|
||||||
|
a_load,
|
||||||
|
a_en,
|
||||||
|
a_inc,
|
||||||
|
a_dec,
|
||||||
|
b_load,
|
||||||
|
b_en,
|
||||||
|
b_inc,
|
||||||
|
b_dec,
|
||||||
|
c_load,
|
||||||
|
c_en,
|
||||||
|
c_inc,
|
||||||
|
c_dec,
|
||||||
|
flags_lda,
|
||||||
|
flags_ldb,
|
||||||
|
flags_ldc,
|
||||||
|
alu_op,
|
||||||
|
alu_load,
|
||||||
|
alu_en,
|
||||||
|
ir_load,
|
||||||
|
pc_inc,
|
||||||
|
pc_load,
|
||||||
|
pc_en,
|
||||||
|
mar_loadh,
|
||||||
|
mar_loadl,
|
||||||
|
mdr_load,
|
||||||
|
mdr_en,
|
||||||
|
ram_load,
|
||||||
|
ram_enh,
|
||||||
|
ram_enl,
|
||||||
|
call,
|
||||||
|
ret})
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
|
|
@ -0,0 +1,222 @@
|
||||||
|
module top_tb();
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
$dumpfile("top_tb.vcd");
|
||||||
|
$dumpvars(0, top_tb);
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
reg clk_in = 0;
|
||||||
|
integer i;
|
||||||
|
initial begin
|
||||||
|
for (i = 0; i < 512; i++) begin
|
||||||
|
#1 clk_in = ~clk_in;
|
||||||
|
end
|
||||||
|
end
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
wire hlt;
|
||||||
|
wire clr = 0;
|
||||||
|
wire[15:0] bus;
|
||||||
|
|
||||||
|
wire clk;
|
||||||
|
clock clock(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.hlt(hlt),
|
||||||
|
.clk_in(clk_in),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.clk_out(clk)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire pc_inc;
|
||||||
|
wire pc_load;
|
||||||
|
wire pc_en;
|
||||||
|
pc pc(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.clr(clr),
|
||||||
|
.inc(pc_inc),
|
||||||
|
.load(pc_load),
|
||||||
|
.en(pc_en),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Output
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire ir_load;
|
||||||
|
wire[7:0] ir_val;
|
||||||
|
ir ir(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.clr(clr),
|
||||||
|
.load(ir_load),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(ir_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire mar_loadh;
|
||||||
|
wire mar_loadl;
|
||||||
|
wire mdr_load;
|
||||||
|
wire mdr_en;
|
||||||
|
wire ram_load;
|
||||||
|
wire ram_enh;
|
||||||
|
wire ram_enl;
|
||||||
|
wire call;
|
||||||
|
wire ret;
|
||||||
|
memory mem(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.mar_loadh(mar_loadh),
|
||||||
|
.mar_loadl(mar_loadl),
|
||||||
|
.mdr_load(mdr_load),
|
||||||
|
.mdr_en(mdr_en),
|
||||||
|
.ram_load(ram_load),
|
||||||
|
.ram_enh(ram_enh),
|
||||||
|
.ram_enl(ram_enl),
|
||||||
|
.call(call),
|
||||||
|
.ret(ret),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire a_load;
|
||||||
|
wire a_en;
|
||||||
|
wire a_inc;
|
||||||
|
wire a_dec;
|
||||||
|
wire[7:0] a_val;
|
||||||
|
register reg_a(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(a_load),
|
||||||
|
.en(a_en),
|
||||||
|
.inc(a_inc),
|
||||||
|
.dec(a_dec),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(a_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire b_load;
|
||||||
|
wire b_en;
|
||||||
|
wire b_inc;
|
||||||
|
wire b_dec;
|
||||||
|
wire[7:0] b_val;
|
||||||
|
register reg_b(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(b_load),
|
||||||
|
.en(b_en),
|
||||||
|
.inc(b_inc),
|
||||||
|
.dec(b_dec),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(b_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire c_load;
|
||||||
|
wire c_en;
|
||||||
|
wire c_inc;
|
||||||
|
wire c_dec;
|
||||||
|
wire[7:0] c_val;
|
||||||
|
register reg_c(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.load(c_load),
|
||||||
|
.en(c_en),
|
||||||
|
.inc(c_inc),
|
||||||
|
.dec(c_dec),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(c_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire[2:0] alu_op;
|
||||||
|
wire alu_load;
|
||||||
|
wire alu_en;
|
||||||
|
alu alu(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.a(a_val),
|
||||||
|
.load(alu_load),
|
||||||
|
.op(alu_op),
|
||||||
|
.en(alu_en),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Inout
|
||||||
|
.bus(bus)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
wire[1:0] flags_val;
|
||||||
|
wire flags_lda;
|
||||||
|
wire flags_ldb;
|
||||||
|
wire flags_ldc;
|
||||||
|
flags flags(
|
||||||
|
// In
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.a(a_val),
|
||||||
|
.b(b_val),
|
||||||
|
.c(c_val),
|
||||||
|
.load_a(flags_lda),
|
||||||
|
.load_b(flags_ldb),
|
||||||
|
.load_c(flags_ldc),
|
||||||
|
|
||||||
|
// Out
|
||||||
|
.out(flags_val)
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
controller controller(
|
||||||
|
.clk(clk),
|
||||||
|
.instr(ir_val),
|
||||||
|
.flags(flags_val),
|
||||||
|
.ctrl_word({
|
||||||
|
hlt,
|
||||||
|
a_load,
|
||||||
|
a_en,
|
||||||
|
a_inc,
|
||||||
|
a_dec,
|
||||||
|
b_load,
|
||||||
|
b_en,
|
||||||
|
b_inc,
|
||||||
|
b_dec,
|
||||||
|
c_load,
|
||||||
|
c_en,
|
||||||
|
c_inc,
|
||||||
|
c_dec,
|
||||||
|
flags_lda,
|
||||||
|
flags_ldb,
|
||||||
|
flags_ldc,
|
||||||
|
alu_op,
|
||||||
|
alu_load,
|
||||||
|
alu_en,
|
||||||
|
ir_load,
|
||||||
|
pc_inc,
|
||||||
|
pc_load,
|
||||||
|
pc_en,
|
||||||
|
mar_loadh,
|
||||||
|
mar_loadl,
|
||||||
|
mdr_load,
|
||||||
|
mdr_en,
|
||||||
|
ram_load,
|
||||||
|
ram_enh,
|
||||||
|
ram_enl,
|
||||||
|
call,
|
||||||
|
ret})
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
endmodule
|
||||||
|
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