yuxincs/MIPS-CPU

🧠 Mô phỏng CPU MIPS 32-bit trên Logisim

Ba cách tiếp cận thiết kế CPU từ đơn giản đến phức tạp: single-cycle, pipeline bubbling, và pipeline với operand forwarding.

MIPS-CPU là dự án mô phỏng CPU 32-bit theo kiến trúc MIPS, chạy trên nền tảng Logisim. Dự án hỗ trợ ba phiên bản CPU khác nhau: single-cycle CPU, pipeline CPU với bubbling, và pipeline CPU nâng cao với operand forwarding để xử lý data hazards. Mỗi phiên bản được cài đặt dưới dạng file .circ riêng biệt, chia sẻ các thành phần chung trong thư mục src/common.

✨ Điểm nổi bật

• Single Cycle CPU: Mỗi lệnh thực thi trong đúng một chu kỳ CPU.
• Pipeline Bubbling: Xử lý tất cả các loại hazards bằng cách chèn bubble vào pipeline.
• Operand Forwarding: Tối ưu data hazards bằng cách chuyển trực tiếp kết quả chưa ghi về rejesters.
• Five-Stage Pipeline: Giai đoạn IF, ID, EX, MEM, WB được cài đặt rõ rệt.
• Exception Handling: Hỗ trợ coprocessor CP0 xử lý ngoại lệ qua 3 nguồn ngắt ExpSrc[0-2].
• 7-Seg Display: Hiển thị kết quả lên màn hình 7 đoạn.
• 10-bit Address Space: Hỗ trợ không gian địa chỉ 10-bit cho ROM và RAM.
• Tập lệnh MIPS đầy đủ: Hỗ trợ 30+ lệnh bao gồm add, lw, sw, beq, jal, syscall...

💡 Vì sao đáng chú ý

MIPS-CPU khác biệt ở việc cung cấp ba mức độ phức tạp tăng dần, giúp người học dễ dàng so sánh hiệu năng giữa các kỹ thuật pipeline khác nhau. Phiên bản operand forwarding giảm đáng kể số lần stall so với bubbling thuần túy. Dự án phù hợp với sinh viên học kiến trúc máy tính và thiết kế CPU.

#MIPS #CPU #Logisim #Pipeline #ComputerArchitecture #TiniX