-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
Decode.v
612 lines (519 loc) · 13.8 KB
/
Decode.v
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Company:
// Engineer:
//
// Create Date: 2020/05/27 21:01:17
// Design Name:
// Module Name: Decode
// Project Name:
// Target Devices:
// Tool Versions:
// Description:
//
// Dependencies:
//
// Revision:
// Revision 0;.01 - File Created
// Additional Comments:
//
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module Decode(
input [31:0] ins,
input [31:0] address,
output reg ALUSrc,
output reg [5:0] ALUOp,
output reg MEMWr1,
output reg [3:0] MEMWr2,
output reg [1:0] PCMEMReg,
output reg PCSc1,
output reg RegWr,
output reg Scon,
output reg J,
output reg Jcol,
output reg BS,
output reg ERET,
output reg MFC0,
output reg [1:0] RegDst,
output reg NOT_EXIST
);
always@(*)
begin
ALUSrc=0;
ALUOp=0;
MEMWr1=0;
MEMWr2=0;
PCMEMReg=2'b00;
PCSc1=0;
RegWr=0;
Scon=0;
J=0;
Jcol=0;
BS=0;
ERET=0;
MFC0=0;
RegDst=0;
NOT_EXIST=1;
if(ins[31:26]==6'b000000)
begin
// if(ins[5:0]==6'b000000)//NOP
// begin
// // end
// if (ins == 0) begin
// RegWr = 0;
// end
// else if begin
// RegWr = 1;
// end
if(ins[5:0]==6'b100000)//ADD
begin
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b000001;
end
else if(ins[5:0]==6'b100001)//ADDU
begin
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b000010;
end
else if(ins[5:0]==6'b100010)//SUB
begin
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b000011;
end
else if(ins[5:0]==6'b100011)//SUBU
begin
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b000100;
end
else if(ins[5:0]==6'b101010)//SLT
begin
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b001000;
end
else if(ins[5:0]==6'b101011)//SLTU
begin
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b001001;
end
else if(ins[5:0]==6'b011010)//DIV
begin
ALUOp=6'b001100;
end
else if(ins[5:0]==6'b011011)//DIVU
begin
ALUOp=6'b001101;
end
else if(ins[5:0]==6'b011000)//MULT
begin
ALUOp=6'b001110;
end
else if(ins[5:0]==6'b011001)//MULTU
begin
ALUOp=6'b001111;
end
else if(ins[5:0]==6'b100100)//AND
begin
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b010000;
end
else if(ins[5:0]==6'b100111)//NOR
begin
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b010011;
end
else if(ins[5:0]==6'b100101)//OR
begin
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b010100;
end
else if(ins[5:0]==6'b100110)//XOR
begin
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b010110;
end
else if(ins[5:0]==6'b000100)//SLLV
begin
ALUSrc=0;
Scon=0;
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b011001;
end
else if(ins[5:0]==6'b000000)//SLL
begin
ALUSrc=0;
Scon=1;
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=(ins == 0) ? 0 : 1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b011000;
end
else if(ins[5:0]==6'b000111)//SRAV
begin
ALUSrc=0;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b011011;
end
else if(ins[5:0]==6'b000011)//SRA
begin
ALUSrc=0;
Scon=1;
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b011010;
end
else if(ins[5:0]==6'b000110)//SRLV
begin
ALUSrc=0;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b011101;
end
else if(ins[5:0]==6'b000010)//SRL
begin
ALUSrc=0;
Scon=1;
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b01;
ALUOp=6'b011100;
end
else if(ins[5:0]==6'b010000)//MFHI
begin
ALUOp=6'b110010;
RegWr=1;
PCMEMReg=2'b10;
RegDst=2'b01;
end
else if(ins[5:0]==6'b010010)//MFLO
begin
ALUOp=6'b110011;
RegWr=1;
PCMEMReg=2'b10;
RegDst=2'b01;
end
else if(ins[5:0]==6'b010001)//MTHI
begin
ALUOp=6'b110000;
end
else if(ins[5:0]==6'b010011)//MTLO
begin
ALUOp=6'b110001;
end
else if(ins[31:26]==6'b000000 && ins[5:0]==6'b001101)//Break
begin
BS=1;
end
else if(ins[31:26]==6'b000000 && ins[5:0]==6'b001100)//Syscall
begin
BS=1;
end
else if(ins[31:26]==6'b000000 && ins[5:0]==6'b001000)//JR
begin
Jcol=1;
J=1;
end
else if(ins[31:26]==6'b000000 && ins[5:0]==6'b001001)//JALR(write back ra)
begin
Jcol=1;
J=1;
RegWr=1;
RegDst=2'b10;
PCMEMReg=2'b01;
end
end
else if(ins[31:26]==6'b001000)//ADDI
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b000101;
end
else if(ins[31:26]==6'b001001)//ADDIU
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b10;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b000111;
end
else if(ins[31:26]==6'b001010)//SLTI
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b001010;
end
else if(ins[31:26]==6'b001011)//SLTIU
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b001011;
end
else if(ins[31:26]==6'b001100)//ANDI
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b010001;
end
else if(ins[31:26]==6'b001111)//LUI
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b010010;
end
else if(ins[31:26]==6'b001101)//ORI
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b010101;
end
else if(ins[31:26]==6'b001110)//XORI
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=10;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b010111;
end
else if(ins[31:26]==6'b100000)//LB
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b00;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b101000;
MEMWr1<=1;
MEMWr2<=4'b0000;
end
else if(ins[31:26]==6'b100100)//LBU
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b00;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b101001;
MEMWr1<=1;
MEMWr2<=4'b0000;
end
else if(ins[31:26]==6'b100001)//LH
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b00;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b111000;
MEMWr1<=1;
MEMWr2<=4'b0000;
end
else if(ins[31:26]==6'b100101)//LHU
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b00;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b111001;
MEMWr1<=1;
MEMWr2<=4'b0000;
end
else if(ins[31:26]==6'b100011)//LW
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b00;
RegWr=1;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b111010;
MEMWr1<=1;
MEMWr2<=4'b0000;
end
else if(ins[31:26]==6'b101000)//SB
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b00;
RegWr=0;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b101010;
MEMWr1<=1;
case(address[1:0])
2'b00:MEMWr2=4'b0001;
2'b01:MEMWr2=4'b0010;
2'b10:MEMWr2=4'b0100;
2'b11:MEMWr2=4'b1000;
default:MEMWr2=4'b0001;
endcase
end
else if(ins[31:26]==6'b101001)//SH
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b00;
RegWr=0;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b111011;
MEMWr1<=1;
case(address[1:0])
2'b00:MEMWr2=4'b0011;
2'b10:MEMWr2=4'b1100;
default:MEMWr2=4'b0011;
endcase
end
else if(ins[31:26]==6'b101011)//SW
begin
ALUSrc=1;
Scon=0;
PCMEMReg=2'b00;
RegWr=0;
RegDst=2'b00;
ALUOp=6'b111100;
MEMWr1=1;
MEMWr2=4'b11111;
end
else if(ins[31:26]==6'b000100)//BEQ
begin
ALUSrc=0;
Scon=0;
ALUOp=6'b100000;
PCSc1=1;
end
else if(ins[31:26]==6'b000101)//BNQ
begin
ALUOp=6'b100001;
PCSc1=1;
end
else if(ins[31:26]==6'b000111)//BGTZ
begin
ALUOp=6'b100011;
PCSc1=1;
end
else if(ins[31:26]==6'b000110)//BLEZ
begin
ALUOp=6'b100100;
PCSc1=1;
end
else if(ins[31:26]==6'b000001)
begin
if(ins[20:16]==5'b00001)//BGEZ
begin
ALUOp=6'b100010;
PCSc1=1;
end
else if(ins[20:16]==5'b00000)//BLTZ
begin
ALUOp=6'b100101;
PCSc1=1;
end
else if(ins[20:16]==5'b10001)//BGEZAL(write back ra)
begin
ALUOp=6'b100111;
RegWr=1;
RegDst=2'b10;
PCMEMReg=2'b01;
PCSc1=1;
end
else if(ins[20:16]==5'b10000)//BLTZAL(write back ra)
begin
ALUOp=6'b100110;
RegWr=1;
RegDst=2'b10;
PCMEMReg=2'b01;
PCSc1=1;
end
end
else if(ins[31:26]==6'b000010)//J
begin
J=1;
end
else if(ins[31:26]==6'b000011)//JAL
begin
J=1;
RegWr=1;
RegDst=2'b10;
PCMEMReg=2'b01;
end
else if(ins[31:26]==6'b010000)
begin
if(ins[25:21]==5'b10000)//ERTL
begin
ERET=1;
end
else if(ins[25:21]==5'b00000)//MFC0
begin
PCMEMReg=2'b11;
RegDst=2'b00;
RegWr=1;
end
else if(ins[25:21]==5'b00100)//MTC0
begin
MFC0=1;
end
end
else begin
ALUSrc=0;
ALUOp=0;
MEMWr1=0;
MEMWr2=0;
PCMEMReg=2'b00;
PCSc1=0;
RegWr=0;
Scon=0;
J=0;
Jcol=0;
BS=0;
ERET=0;
MFC0=0;
RegDst=0;
NOT_EXIST=0;
end
end
endmodule