跟我写ARM处理器之二：主体结构的确定

md_flag为1b0就达到目的了。

rom_en, code_flag, cmd_flag在一般情况下都是1b1，但是如果PC值一改变，那么就需要同时被赋值给1b0。不过rom_en和code_flag,cmd_flag有区别: rom_en是立即生效，code_flag/cmd_flag要在下一个时钟生效。rom_en下一个时钟是要有效的，因为要读新的PC值。

改变PC有三种情况：

1，中断发生：我们命名为：int_all。只要中断发生，PC要么等于0，4，8，10，1C等等。

2，从寄存器里给PC赋值：一般情况是：MOV PC,R0。在小孩阶段，已经可以给出新的PC值了，这个和中断类似。我们命名为：to_rf_vld。

3，从RAM里面取值给PC赋值：一般是LDR PC [PC,#0x0018]，那么在小孩阶段，发出读指令，我们命名为：cha_rf_vld；在幽灵阶段，新的PC出现，但还没写入PC(R15)，这时，也是不能执行任何指令的，我们命名为：go_rf_vld。

下面是我写的rom_en, code_flag, cmd_flag赋值语句，可以对照体会一下。发扬古人“格”物“格”竹子的精神，设想一下，是不是那么回事！

wire rom_en;

assign rom_en =cpu_en & ( ~(int_all | to_rf_vld | cha_rf_vld | go_rf_vld | wait_en | hold_en ) );

regcode_flag;

always @ ( posedge clk or posedge rst )

if ( rst )

code_flag <= #`DEL 1d0;

else if ( cpu_en )

if ( int_all | to_rf_vld | cha_rf_vld | go_rf_vld | ldm_rf_vld )

code_flag <= #`DEL0;

else

code_flag <= #`DEL1;

else;

reg cmd_flag;

always @ ( posedge clk or posedge rst )

if ( rst )

cmd_flag <= #`DEL 1d0;

else if ( cpu_en )

if ( int_all )

cmd_flag <= #`DEL0;

else if ( ~hold_en )

if ( wait_en | to_rf_vld | cha_rf_vld | go_rf_vld )

cmd_flag <= #`DEL0;

else

cmd_flag <= #`DELcode_flag;

else;

else;

ldm_rf_vld是在执行LDM指令时，改变R15的情况，这个情况比较特殊，以后再讲。

除了这个，还有wait_en和hold_en。我还是举例子说明吧。

1，wait_en

如果R0 = 0x0, R1=0x0。紧接着会执行下面两条指令：1, MOV R0，#0xFFFF; 2, ADD R1,R1,[R0,LSL #4]。执行完后，正确的结果应该是：R1=0xFFFF0。

rom_encode_flagcmd_flag

-----------------

|胎儿|婴儿小孩-->幽灵

-----------------

XADD R1,R1,[R0,LSL #4]MOV R0,#0xFFFF

如上图在“小孩”阶段：正在执行MOV R0,#0xFFFF，但是R0这个寄存器里面存放的是0x0，而不是0xFFFF。因为在小孩阶段，只是要写R1，但是并没有写入，在下一个时钟生效。但是“婴儿”阶段，要执行ADD R1,R1,[R0, LSL #4]，必须先对R0移位。那么它取得R0的来源是从case语句，是从R0这个寄存器里得来的，而不是“小孩”阶段执行的结果得来的。

所以如果出项这样的情况：上一条指令的输出，正好是下一条指令的输入。那么下一条指令是不能执行，必须要缓一个周期执行。也就是说在两条指令之间插入一个空指令，让R0得到新的值，再执行下一条语句，就不会出错。wait_en就表示这种情况。

如果wait_en == 1b1，那么rom_en==1b0,表示ADD R1,R1,[R0,LSL #4]还没执行呢，先不用取下一条指令。code_flag不受wait_en影响；cmd_flag<=1b0；下一个时钟，表示这是一条空指令，并不执行。

2，hold_en

简而言之，就是在cmd_flag这一阶段的指令一个时钟执行不下去，需要多个时钟。比如说：LDMIA R13! {R0-R3}，需要从RAM里面读四个数，送入相应的寄存器。我们只有一个RAM的读写端口，执行这条命令需要启动这个读写端口四次。那么就要告诉rom_en，你不能取新数呐。所以我们在LDMIA R13! {R0-R3}占用的4个周期里，前三个时，让hold_en==1b1。那么在这段时间内，rom_en==1b0, cmd_flag不受影响。因为这时执行有效,cmd_flag必须保持开始的1b1不变。

好了，这一节，先写到这，希望大家也发挥divide & conquer的精神，一点点的解决问题，走向最后的成功，欢迎提出有疑问的地方。