电路解码所需的最小输入位数

Question

我正在学习计算机体系结构，并且正在阅读有关编码器和解码器的信息。 在 MIPS 处理器中，操作码有 6 位。 我想知道构建解码器来解码操作码需要多少输入位？ 我知道解码器是一种组合电路，可以将二进制信息从 n 个输入行转换为最多 2^n 个唯一的 output 行。 知道操作码是 6 位，这是否意味着我只需要 3 位，因为 2^3 是 8，理论上最大输出数将是 8？

Answer 1

机器指令字中的操作码是解码过程的输入，解码过程可能涉及同名的数字逻辑电路，即二进制解码器。

6 位操作码字段有 2^6 个可能的值，因此您可能想要解码 output（内部控制信号）的 2^6 个可能的不同模式。

有关一些常用指令的不完整表格，请参阅https://en.wikibooks.org/wiki/MIPS_Assembly/Instruction_Formats#Opcodes 。 （缺少xori ，可能还有其他）。

https://uweb.engr.arizona.edu/~ece369/Resources/spim/MIPSReference.pdf还列出了可用 MIPS 操作码的另一个子集的操作码详细信息。 （例如缺少bgezal和bltz 。）

请注意，所有 R 型指令共享相同的操作码， func字段用于 select 是哪个操作。 但是 I 型指令确实每个都使用不同的操作码字段值，为最多 2 个寄存器和 16 位立即数留下足够的位。 MIPS CPU 必须识别超过 8 个独特的操作码字段值。