本资源库存储了计算机组成原理——李涛老师班的学习资料，包括实验报告与实验代码
提供李涛老师布置的课后作业的解答
- 初步接触 Verilog语言， 使用 vivado软件来进行电路的设计，学会如何建立源文件、设计外围模块、对电路进行综合和实现等功能，了解基本的电路上箱验证的方法。
- 结合实验指导手册中的实验一（加法器实验）完成功能改进，实现一个能完成4个32位数的加法的加法器。
复现指导书中的32位乘法器，使用两个32位寄存器，将其中的内容相乘，存储在一个64位寄存器中，并在实验箱上测试。
要求在初始的乘法器的基础上进行改进，让算法能够在16个时钟节拍之内完成，提高乘法效率。上箱验证更改后的代码是否仍然正确。
请结合实验指导手册中的实验三（寄存器堆实验）完成对寄存器堆进行64位位拓展的改进实验，注意以下几点：
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原始的32个32位寄存器堆，需要修改成16个64位的寄存器堆，注意地址和位宽变化。
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在$display$模块，注意读出数据和写入的数据都应是64位，$lcd$屏上的格子需要调整分配。此外，
input_sel等相关信号注意位宽是否调整。 -
本次实验没有仿真，直接上试验箱验证，实验报告中注意对实验结果的介绍，分析和总结需要详细说明。
请结合实验指导手册中的实验四（$ALU$模块实现实验）完成功能改进，实现一个能够完成更多运算的$ALU$，注意以下几点：
- 原始代码中只有表$5.1$中的$11$种运算，请另外补充至少三种不同类型运算（比较运算、位运算、数据加载运算等）。
- 实验报告中原理图参考$5.3$，只画出补充的运算部分即可，报告中展示的结果应位补充运算的计算结果。
- 本次实验报告不需要有仿真结果，但需要有实验箱上箱验证的照片，同样，针对照片中的数据需要解释说明。
- 实验报告模板参考百度云盘文件，注意提交截至时间为$5$月$18$日下午$18:00$。
本次实验无需编写实验报告
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原始代码实验验证使用实验箱验证，可以不进行仿真，验证时在运行一系列指令之后，实验箱拍照，对比说明各个寄存器中的数据是否是执行正确的结果即可。
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改进要求，针对目前$CPU$可运行的$R$型和$I$型$MIPS$指令，各补充一条新的指令，需要修改的$ALU$模块可参照实验四当时的$ALU$改进。改进时注意以下几点：
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$MIPS$ 指令格式要使用规范格式； -
指令执行验证需要修改
inst_rom中预存储的$16$进制指令数据； -
注意代码中单周期$CPU$模块（
single_cycle_cpu)中实现主要功能使用的都是组合逻辑，改进过程中避免使用alway(clk)这样的时序逻辑。
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实验原理图使用实验指导书的图$7.3$即可，无需修改。
个人PC电脑实验要求如下：
- 使用个人电脑完成，不仅限于
visual studio、vscode等。 - 在完成矩阵乘法优化后，测试矩阵规模在$1024-4096$，或更大维度上，至少进行$4$个矩阵规模维度的测试。如
PC电脑有Nvidia显卡，建议尝试CUDA代码。 - 在作业中需总结出不同层次，不同规模下的矩阵乘法优化对比，对比指标包括计算耗时、运行性能、加速比等。
- 在作业中总结优化过程中遇到的问题和解决方式。
在Taishan服务器上使用vim+gcc编程环境，要求如下：
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在
Taishan服务器上完成，使用Putty等远程软件在校内登录使用，服务器IP：222.30.62.23，端口22，用户名stu+学号，默认密码123456，登录成功后可自行修改密码。 -
在完成矩阵乘法优化后（使用$AVX$库进行子字优化在
Taishan服务器上的软件包环境不好配置，可以不进行此层次优化操作，注意原始代码需要调整），测试矩阵规模在$1024-4096$，或更大维度上，至少进行$4$个矩阵规模维度的测试。 -
在作业中需总结出不同层次，不同规模下的矩阵乘法优化对比，对比指标包括计算耗时、运行性能、加速比等。
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在作业中需对比
Taishan服务器和自己个人电脑上程序运行时间等相关指标，分析一下不同电脑上的运行差异的原因，总结在优化过程中遇到的问题和解决方式。