Added testbench for MIPS processor
This commit is contained in:
3 files changed
+96
-6
No files matched your search
@@ -1,6 +0,0 @@
|
||||
`include "assignment2.sv"
|
||||
|
||||
|
||||
module mips_rtype_tb(input logic [0:0] clk);
|
||||
assignment2 #(5) CPU (clk);
|
||||
endmodule
|
||||
@@ -0,0 +1,95 @@
|
||||
`include "assignment2.sv"
|
||||
|
||||
`define PRINT_REGISTERS(regs)\
|
||||
$display("\tt0-t8: \t0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x\n\ts0-s8: \t0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x 0x%0x\n",\
|
||||
regs[8], regs[9], regs[10], regs[11], regs[12], regs[13], regs[14], regs[15], \
|
||||
regs[16], regs[17], regs[18], regs[19], regs[20], regs[21], regs[22], regs[23] \
|
||||
);
|
||||
`define TEST_CHECK(cond) if (cond) begin end else begin \
|
||||
$display("Check %s failed\n", `"cond`"); \
|
||||
`PRINT_REGISTERS(CPU.REGS.regs); \
|
||||
num_errors += 1; \
|
||||
end
|
||||
|
||||
module mips_tb(input logic [0:0] clk);
|
||||
assignment2 #(5, 9, 10) CPU (clk);
|
||||
|
||||
integer num_errors = 0;
|
||||
initial begin
|
||||
// Zero out lower registers
|
||||
$display("Beginning MIPS tests");
|
||||
assign num_errors = 0;
|
||||
|
||||
for (integer N = 1; N < 32; ++N)
|
||||
CPU.REGS.regs[N] = 32'd0;
|
||||
|
||||
// Check R-type / initialise
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[8] == 32'd0);
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[9] == (CPU.REGS.regs[8] + 32'd7));
|
||||
|
||||
// Check load-store
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.RAM.mem[0] == CPU.REGS.regs[9]);
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[10] == CPU.RAM.mem[0]);
|
||||
|
||||
// Check arithmetic
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[11] == (CPU.REGS.regs[9] + CPU.REGS.regs[10]));
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[12] == (CPU.REGS.regs[9] - CPU.REGS.regs[11]));
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[13] == (CPU.REGS.regs[9] + 3));
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[14] == (CPU.REGS.regs[12] + CPU.REGS.regs[13]));
|
||||
|
||||
// Check logic instructions
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[16] == (CPU.REGS.regs[9] & CPU.REGS.regs[13]));
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[17] == (CPU.REGS.regs[9] | CPU.REGS.regs[13]));
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[18] == (CPU.REGS.regs[9] ^ CPU.REGS.regs[13]));
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[19] == ( ~(CPU.REGS.regs[9] | CPU.REGS.regs[13]) ));
|
||||
|
||||
// Check SLT instructions
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[20] == $signed(CPU.REGS.regs[12]) < $signed(CPU.REGS.regs[14]));
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[21] == $unsigned(CPU.REGS.regs[12]) < $unsigned(CPU.REGS.regs[14]));
|
||||
|
||||
// Check loop branching
|
||||
for (integer N = 1; N < 11; ++N) begin
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[0] == 32'(N));
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[22] == $unsigned(CPU.REGS.regs[8]) < $unsigned(CPU.REGS.regs[13]));
|
||||
end
|
||||
|
||||
// Final state check
|
||||
#1;
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[8] == 32'd10);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[9] == 32'd7);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[10] == 32'd7);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[11] == 32'd14);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[12] == -32'sd7);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[13] == 32'd10);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[14] == 32'd3);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[15] == 32'd0);
|
||||
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[16] == 32'd2);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[17] == 32'd15);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[18] == 32'd13);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[19] == -32'sd16);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[20] == 32'd1);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[21] == 32'd0);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[22] == 32'd0);
|
||||
`TEST_CHECK(CPU.REGS.regs[23] == 32'd0);
|
||||
|
||||
if (num_errors == 0) $display("\x1b[38;5;10mAll MIPS tests passing\x1b[m");
|
||||
else $display("\x1b[38;5;9m%0d MIPS test(s) failing\x1b[m", num_errors);
|
||||
end
|
||||
endmodule
|
||||
@@ -4,3 +4,4 @@
|
||||
`include "tests/instruction_classifier_tb.sv"
|
||||
`include "tests/shifter_tb.sv"
|
||||
`include "tests/alu_tb.sv"
|
||||
`include "tests/mips.sv"
|
||||
Reference in new issue
Block a user