原创 【博客大赛】RISC CPU设计之程序计数器

程序计数器用于提供指令地址，以便读取指令，指令安地址顺序存放在存储器中。有两种途径可形成指令地址：一是顺序执行的情况，二是遇到要改变顺序执行的情况。例如，执行JMP指令后，需要形成新的指令地址。下面就来详细说明PC地址是如何建立的。

复位后，指令指针为零，即每次CPU重新启动将从ROM的零地址开始读取指令并执行。每条指令执行完需要2个时钟，这时PC_ADDR已经加2，指向下一条指令（因为每条指令占两个字节）。如果正执行的指令是跳转语句，这时CPU状态控制器将会输出LOAD_PC信号，通过LOAD口进入程序计数器。程序计数器将装入目标地址，而不是加2。

模块图如下：

verilog 程序如下：

module pc(
    input [12:0] ir_addr,
    input load,
    input clk,
    input reset,
    output reg[12:0] pc_addr
    );

 always @(posedge clk or posedge reset)
  begin
   if(reset)
    pc_addr <= 13'b0;
   else
    if(load)
     pc_addr <= ir_addr;
    else
     pc_addr <= pc_addr + 1;
  end

endmodule

//参考 夏宇闻·数字系统设计