规则的解释者—- 解码器

介绍

解码器（Decoder）在计算机科学和电子工程中是一种重要的组件，特别是在CPU（中央处理单元）的设计和功能中扮演着关键角色。在CPU中，解码器主要用于指令解码阶段，将从程序存储器中取出的指令（通常为二进制形式）解析成处理器可以理解和执行的操作和操作数。 因为本文中的cpu有四种功能，所以本文的解码器起到了功能调配的作用。

引脚图介绍

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  • opcode 输入信号为8位，取第一位与第二位作为功能选择位。功能选择表如下：

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  • immediate 立即数功能使能引脚
  • calculate 计算单元使能引脚
  • copy 复制功能引脚
  • condition 条件判断功能使能引脚

功能介绍

这里的解码器本质来说就是一个2 - 4分线器,现代架构的解码器复杂多了,这里的cpu就只采用最简单的解码器.

代码实现

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module decoder_2to4 (
    input   reg [1:0]   in, // 输入信号口
    input   reg         en, // 解码器使能位 
    output      [3:0]   out // 输出口
);
reg [3:0]   out_r=4'b0000;

assign out = out_r;
always @(in or en) begin
    if (!en)
        out_r=8'b zzzzzzzz;  // 使能位为0时，输出为高阻态
    else begin
        case(in)
            2'b00: out_r = 4'b0001;
            2'b01: out_r = 4'b0010;
            2'b10: out_r = 4'b0100;
            2'b11: out_r = 4'b1000;
        endcase
    end
end
endmodule

测试代码

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module  decoder_2to4_tb;


reg [2:0]   in=2'b00;
reg         en=1'b0;

wire [7:0]  out;
initial begin
    #50 in=2'b00;
    #50 en=1'b1;
        in=2'b01;
    #50 in=2'b10;
    #50 in=2'b11;

end

decoder_2to4 decoder2to4_my(
    .in(in),
    .en(en),
    .out(out)
);
endmodule

结语

本章的内容较为简单，但其与cpu中所需要的部件以及总线结构有着非常重要的联系，但后续的章节中，我将慢慢介绍。

整点二次元

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