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某mips架构的多周期cpu执行一段程序,单周期mips

时间:2023-05-03 12:06:20 阅读:275846 作者:2210

目录 一.多周期MIPS数据通路特点二.多周期MIPS CPU(1)基本结构(2)多周期MIPS取指令过程【1】T1阶段【2】T2阶段 (3)多周期MIPS执行指令过程【1】R型指令执行T3-T4【2】LW指令执行T3-T5【3】Beq指令执行T3

一.多周期MIPS数据通路特点

(1)不再区分指令数据存储器,而是分时使用功能部件

(2)时钟周期变短,传输通路变短

(3)功能部件输出端增加寄存器用来锁存数据

二.多周期MIPS CPU (1)基本结构

最上面部分为:控制器控制通路
黄色部分为:访存通路,既可以访问指令也可以访问操作数。
白色部分为:取寄存器操作数通路
粉色部分为:ALU的运算通路

(2)多周期MIPS取指令过程 【1】T1阶段

1)将PC地址指向存储器中的值取出并放入IR中锁存,然后将PC地址在ALU进行运算+4后更新PC地址。
2)注意控制器的一些通路控制。

【2】T2阶段

(1)将锁存在IR中的指令进行译码,同时解析到寄存器组中存入A,B寄存器,将立即数左移两位后与PC+4的地址进行相加存入寄存器C中,取指令结束。
(2)注意PC和IR中的数据未发生改变。

(3)多周期MIPS执行指令过程 【1】R型指令执行T3-T4

(1)T3阶段:将锁存在寄存器A,B中的数通过控制器进行ALU运算并更新到寄存器C中
(2)T4阶段:将寄存器C中的值写回到寄存器组,用IR解析出的一个寄存器来接收

【2】LW指令执行T3-T5

(1)T3阶段:先计算操作数地址,将立即数与A中的值进行计算放入C中
(2)T4阶段:将地址放回,访问主存把结果输入到DR中
(3)T5阶段:将DR中的值写入IR的解析后的寄存器中

【3】Beq指令执行T3

T3阶段:通过控制条件将A,B中的数送到ALU中判断是否相等,然后决定是否跳转到寄存器C中的地址

传送门: 单周期MIPS架构

飞艇7码滚雪球技巧C+4的地址进行相加存入寄存器C中,取指令结束。
(2)注意PC和IR中的数据未发生改变。

(3)多周期MIPS执行指令过程 【1】R型指令执行T3-T4

(1)T3阶段:将锁存在寄存器A,B中的数通过控制器进行ALU运算并更新到寄存器C中
(2)T4阶段:将寄存器C中的值写回到寄存器组,用IR解析出的一个寄存器来接收

【2】LW指令执行T3-T5

(1)T3阶段:先计算操作数地址,将立即数与A中的值进行计算放入C中
(2)T4阶段:将地址放回,访问主存把结果输入到DR中
(3)T5阶段:将DR中的值写入IR的解析后的寄存器中

【3】Beq指令执行T3

T3阶段:通过控制条件将A,B中的数送到ALU中判断是否相等,然后决定是否跳转到寄存器C中的地址

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