使用verilog语言实现含有ADD指令的多周期CPU测试程序将ADD指令执行结果输出

下面是一个使用 Verilog 语言实现的多周期 CPU 的示例代码，其中包含 ADD 指令的测试程序，并将 ADD 指令的执行结果输出：

module CPU (
  input wire clk,
  input wire reset,
  output wire [7:0] add_result
);

  // 寄存器定义
  reg [7:0] reg1, reg2, reg3; // 3个 8 位寄存器
  reg [1:0] state; // 控制状态机状态
  reg [15:0] instruction; // 存储当前指令

  // 定义指令类型
  localparam [15:0] ADD = 16'b0000000000000000; // ADD 指令

  // 状态机定义
  localparam [1:0] FETCH = 2'b00; // 取指令
  localparam [1:0] DECODE = 2'b01; // 解码指令
  localparam [1:0] EXECUTE = 2'b10; // 执行指令

  // 状态机
  always @(posedge clk or posedge reset) begin
    if (reset) begin
      state <= FETCH; // 复位时进入取指令状态
    end else begin
      case (state)
        FETCH: begin // 取指令状态
          instruction <= $random; // 随机生成指令
          state <= DECODE; // 进入解码指令状态
        end
        DECODE: begin // 解码指令状态
          if (instruction == ADD) begin // 判断当前指令是否为 ADD 指令
            state <= EXECUTE; // 若是 ADD 指令则进入执行指令状态
          end else begin
            state <= FETCH; // 若不是 ADD 指令则回到取指令状态
          end
        end
        EXECUTE: begin // 执行指令状态
          reg3 <= reg1 + reg2; // 执行 ADD 指令，将 reg1 和 reg2 相加的结果存入 reg3
          state <= FETCH; // 执行完指令后回到取指令状态
        end
      endcase
    end
  end

  // 输出 ADD 指令的执行结果
  assign add_result = reg3;

endmodule

上述代码实现了一个简单的多周期 CPU，包含了一个 ADD 指令的测试程序。在每个时钟周期中，根据当前状态，进行相应的操作。在取指令状态下，随机生成一个指令；在解码指令状态下，判断当前指令是否为 ADD 指令；在执行指令状态下，执行 ADD 指令的操作，将结果存入 reg3 寄存器。

最后，将 ADD 指令的执行结果输出到 add_result 信号中