處理器的設計步驟
分析指令系統，得出對資料通路的需求
為資料通路選擇合適的元件
連線元件，建立資料通路
分析每條指令的實現，以確定控制訊號
整合控制訊號，完成完整的資料通路
具體設計步驟
mips的所有指令是非常多的，我們只實現其簡化版，包含如下6種：
需求分析，需要存放指令位址的32位暫存器（pc），需要存放指令的儲存器，可讀，資料和指令均為32位（mem[pc]）。還需要乙個暫存器堆，用來儲存源運算元和目的運算元，乙個alu進行運算。
所以我們需要如下元件：
暫存器堆
內部構成是3個32位暫存器。ra(5位)：暫存器編號，將該編號暫存器的內容放到busa。rb(5位)：暫存器編號，將該編號暫存器的內容放到busb。rw(5位)：暫存器編號，在時鐘上公升沿，如果寫使能訊號有效，將busw的內容存入該暫存器。
busa和busb：兩組32位的資料輸出，busw:一組32位的資料輸入
儲存器
address：32位的位址訊號，該訊號指定乙個儲存單元，將其內容送到資料輸出訊號。write enable：寫使能訊號，在時鐘上公升沿，如果寫使能訊號有效（為1），將資料輸入訊號的內容存入位址訊號指定的儲存單元。
date in：32位的資料輸入訊號。date out：32位的資料輸出訊號。
建立資料通路，即根據指令的需求連線元件。指令的需求包括所有指令的共同需求、不同指令的不同需求。
所有指令的共同需求
主要包括取指令和更新pc
不同指令的不同需求
加法和減法指令的需求是最簡單的
邏輯運算指令有立即數參與，需要增加兩個二路選擇器，乙個選擇資料輸入來自暫存器還是立即數，另乙個選擇目的暫存器是rd還是rs
訪存指令需要對立即數進行符號擴充套件，同時需要乙個資料儲存器用來讀取和寫入資料
資料通路初步完成
現有指令所需的控制訊號
控制訊號哪來的呢？肯定來自指令。我們說opcode和func決定了指定功能，理所當然，控制訊號也由它們決定。
opcode和func決定了8個訊號
以add指令（add rd,rs,rt;pc = pc + 4）為例，看需要將哪些訊號設為有效，哪些設為無效，哪些任意。如圖所示
用同樣的分析方法，我們可以得到其它的指令的訊號設定，它們的邏輯表示式如下：
根據數字邏輯的知識，我們很容易求出每個控制訊號關於opcode和func的邏輯表示式
例如，求$regdest$,按行觀察
$regdest = add + sub$
$add = rtype · func5 · ~func4·~func3·~func2·~func1·~func0$
$sub = rtype · func5 · ~func4·~func3·~func2·func1·~func0$
$rtype = ~op5·~op4·~op3·~op2·~op1·~op0$
同理可得到其它表示式的邏輯表示式
觀察發現，這些表示式都是先相與、再相或，所以可用如下的電路來實現
計算機組成與設計3 處理器概述
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