waveform_analysis.md

andi指令波形分析

测试样例：

00000000 <_start>:
   0:	0040006f          	jal	x0,4 <reset_vector>

00000004 <reset_vector>:
   4:	ff0100b7          	lui	x1,0xff010
   8:	f0008093          	addi	x1,x1,-256 # ff00ff00 <_end+0xff00df00>
   c:	f0f0f713          	andi	x14,x1,-241

如图所示，可以看到在230ps时:

1. pc=0x0000000c，取得指令inst=0xf0f0f713;
2. 寄存器读数rf.rD1=0xff00ff00, 即之前指令载入的x1值;
3. 符号拓展单元输出ext=0xffffff0f, 即立即数-241;
4. alu.op=0b10, 即执行按位与操作;
5. alu.A=0xff00ff00=rf.rD1, alu.B=0xffffff0f=ext, 操作数选择符合预期;
6. alu.C=0xff00ff00, 即A和B按位与后的结果;
7. rf.wD=0xff00ff00=alu.C, 即写入寄存器的值;

lb指令波形分析

测试样例：

00000000 <_start>:
   0:	0040006f          	jal	x0,4 <reset_vector>

00000004 <reset_vector>:
   4:	000020b7          	lui	x1,0x2
   8:	00008093          	addi	x1,x1,0 # 2000 <begin_signature>
   c:	00008703          	lb	x14,0(x1)

如图所示，可以看到在230ps时:

1. pc=0x0000000c，取得指令inst=0x00008703;
2. 寄存器读数rf.rD1=0x00002000, 即之前指令载入到x1寄存器的DRAM基地址;
3. 符号拓展单元输出ext=0x00000000, 即立即数偏移量0;
4. alu.C=0x00002000, 即偏移后的目标地址;
5. dram.a=0x0800, 即按字寻址的目标地址（右移两位）;
6. dram.spo=0x0ff000ff, 即读出的数据，其中最低字节为0xff，即lb指令实际读取的结果;
7. rf.wD=0xffffffff=alu.C, 即符号拓展后写入寄存器的值;

beq指令波形分析

测试样例：

00000000 <_start>:
   0:	0040006f          	jal	x0,4 <reset_vector>

00000004 <reset_vector>:
   4:	00200193          	addi	x3,x0,2
   8:	00000093          	addi	x1,x0,0
   c:	00000113          	addi	x2,x0,0
  10:	00208663          	beq	x1,x2,1c <reset_vector+0x18>
  14:	2a301863          	bne	x0,x3,2c4 <fail>
  18:	00301663          	bne	x0,x3,24 <test_3>
  1c:	fe208ee3          	beq	x1,x2,18 <reset_vector+0x14>
  20:	2a301263          	bne	x0,x3,2c4 <fail>

如图所示，可以看到在240ps时:

1. pc=0x00000010，取得指令inst=0x00208663;
2. ALU的两个操作数alu.A=0x00000000, alu.B=0x00000000, 即x1和x2的值;
3. alu.op=0b01, 即执行减法操作（利用减法操作实现相等比较）;
4. alu.zf=1, 即相等比较结果为真;
5. npc.op=0b01, 即当比较结果为真时进行跳转;
6. npc.npc=0x0000007（省略了末位的两位0，实际地址为0x0000001c）, 即跳转到0x0000001c处执行;
7. 250ps时，pc=0x0000001c;