`timescale 1ns / 1ps module Decoder( //所有接口如果当前译码出的指令不需要，置为高阻抗 input [31:0] instr_in, //需要译码的指令，也就是当前要执行的指令 output add_flag, //指令是否为ADD output addu_flag, //指令是否为ADDU output sub_flag, //指令是否为SUB output subu_flag, //指令是否为SUBU output and_flag, //指令是否为AND output or_flag, //指令是否为OR output xor_flag, //指令是否为XOR output nor_flag, //指令是否为NOR output slt_flag, //指令是否为SLT output sltu_flag, //指令是否为SLTU output sll_flag, //指令是否为SLL output srl_flag, //指令是否为SRL output sra_flag, //指令是否为SRA output sllv_flag, //指令是否为SLLV output srlv_flag, //指令是否为SRLV output srav_flag, //指令是否为SRAV output jr_flag, //指令是否为JR output addi_flag, //指令是否为ADDI output addiu_flag, //指令是否为ADDIU output andi_flag, //指令是否为ANDI output ori_flag, //指令是否为ORI output xori_flag, //指令是否为XORI output lw_flag, //指令是否为LW output sw_flag, //指令是否为SW output beq_flag, //指令是否为BEQ output bne_flag, //指令是否为BNE output slti_flag, //指令是否为SLTI output sltiu_flag, //指令是否为SLTIU output lui_flag, //指令是否为LUI output j_flag, //指令是否为J output jal_flag, //指令是否为JAL output [4:0] RsC, //Rs对应的寄存器的地址 output [4:0] RtC, //Rt对应的寄存器的地址 output [4:0] RdC, //Rd对应的寄存器的地址 output [4:0] shamt, //位移偏移量（SLL，SRL，SRA用） output [15:0] immediate, //立即数（I型指令用） output [25:0] address //跳转地址（J型指令用） ); /* 定义各指令在原指令中对应的编码 */ /* 下面这些指令经过了扩展，OP段全为0，需要额外的6位FUNC加以区分 */ parameter ADD_OPE = 6'b100000; parameter ADDU_OPE = 6'b100001; parameter SUB_OPE = 6'b100010; parameter SUBU_OPE = 6'b100011; parameter AND_OPE = 6'b100100; parameter OR_OPE = 6'b100101; parameter XOR_OPE = 6'b100110; parameter NOR_OPE = 6'b100111; parameter SLT_OPE = 6'b101010; parameter SLTU_OPE = 6'b101011; parameter SLL_OPE = 6'b000000; parameter SRL_OPE = 6'b000010; parameter SRA_OPE = 6'b000011; parameter SLLV_OPE = 6'b000100; parameter SRLV_OPE = 6'b000110; parameter SRAV_OPE = 6'b000111; parameter JR_OPE = 6'b001000; /* 下面这些指令通过OP段直接加以区分 */ parameter ADDI_OPE = 6'b001000; parameter ADDIU_OPE = 6'b001001; parameter ANDI_OPE = 6'b001100; parameter ORI_OPE = 6'b001101; parameter XORI_OPE = 6'b001110; parameter LW_OPE = 6'b100011; parameter SW_OPE = 6'b101011; parameter BEQ_OPE = 6'b000100; parameter BNE_OPE = 6'b000101; parameter SLTI_OPE = 6'b001010; parameter SLTIU_OPE = 6'b001011; parameter LUI_OPE = 6'b001111; parameter J_OPE = 6'b000010; parameter JAL_OPE = 6'b000011; /* 下面是赋值 */ /* 对指令进行译码，判断是哪个指令 */ assign add_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == ADD_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign addu_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == ADDU_OPE)) ? 1'b1 : 1'b0; assign sub_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SUB_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign subu_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SUBU_OPE)) ? 1'b1 : 1'b0; assign and_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == AND_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign or_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == OR_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign xor_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == XOR_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign nor_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == NOR_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign slt_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SLT_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign sltu_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SLTU_OPE)) ? 1'b1 : 1'b0; assign sll_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SLL_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign srl_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SRL_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign sra_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SRA_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign sllv_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SLLV_OPE)) ? 1'b1 : 1'b0; assign srlv_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SRLV_OPE)) ? 1'b1 : 1'b0; assign srav_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == SRAV_OPE)) ? 1'b1 : 1'b0; assign jr_flag = ((instr_in[31:26] == 6'h0) && (instr_in[5:0] == JR_OPE )) ? 1'b1 : 1'b0; assign addi_flag = (instr_in[31:26] == ADDI_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign addiu_flag = (instr_in[31:26] == ADDIU_OPE) ? 1'b1 : 1'b0; assign andi_flag = (instr_in[31:26] == ANDI_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign ori_flag = (instr_in[31:26] == ORI_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign xori_flag = (instr_in[31:26] == XORI_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign lw_flag = (instr_in[31:26] == LW_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign sw_flag = (instr_in[31:26] == SW_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign beq_flag = (instr_in[31:26] == BEQ_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign bne_flag = (instr_in[31:26] == BNE_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign slti_flag = (instr_in[31:26] == SLTI_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign sltiu_flag = (instr_in[31:26] == SLTIU_OPE) ? 1'b1 : 1'b0; assign lui_flag = (instr_in[31:26] == LUI_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign j_flag = (instr_in[31:26] == J_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; assign jal_flag = (instr_in[31:26] == JAL_OPE ) ? 1'b1 : 1'b0; /* 取出指令中各部分的值 */ assign RsC = (add_flag || addu_flag || sub_flag || subu_flag || and_flag || or_flag || xor_flag || nor_flag || slt_flag || sltu_flag || sllv_flag || srlv_flag || srav_flag || jr_flag || addi_flag || addiu_flag || andi_flag || ori_flag || xori_flag || lw_flag || sw_flag || beq_flag || bne_flag || slti_flag || sltiu_flag) ? instr_in[25:21] : 5'hz; assign RtC = (add_flag || addu_flag || sub_flag || subu_flag || and_flag || or_flag || xor_flag || nor_flag || slt_flag || sltu_flag || sll_flag || srl_flag || sra_flag || sllv_flag || srlv_flag || srav_flag || sw_flag || beq_flag || bne_flag ) ? instr_in[20:16] : 5'hz; assign RdC = (add_flag || addu_flag || sub_flag || subu_flag || and_flag || or_flag || xor_flag || nor_flag || slt_flag || sltu_flag || sll_flag || srl_flag || sra_flag || sllv_flag || srlv_flag || srav_flag) ? instr_in[15:11] : (( addi_flag || addiu_flag || andi_flag || ori_flag || xori_flag || lw_flag || slti_flag || sltiu_flag || lui_flag) ? instr_in[20:16] : (jal_flag ? 5'd31 : 5'hz)); assign shamt = (sll_flag || srl_flag || sra_flag) ? instr_in[10:6] : 5'hz; assign immediate = (addi_flag || addiu_flag || andi_flag || ori_flag || xori_flag || lw_flag || sw_flag || beq_flag || bne_flag || slti_flag || sltiu_flag || lui_flag) ? instr_in[15:0] : 16'hz; assign address = (j_flag || jal_flag) ? instr_in[25:0] : 26'hz; endmodule