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《计算机组成原理_-CPU子系统-MIPS-4-多周期-2-指令流程与微命令.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、3.5.4多周期MIPS处理器（指令流程与微命令分析）1/12※多周期CPU所需的控制信号支持：R型、I型(访存/分支/运算等)和J型j指令；PCWriteoperationextendAluSrc_AMem2RegPCSrc[1:0]AluSrc_B[1:0]RegDstIRWrite+4PCALURN1RN2WNRD1RD2RegWriteWD寄堆zeroAddrRDWDMemReadMemWrite存储器RN1RN2WNRD1RD2RegWriteWD寄堆EMDRAB<<2<<2U0100100100011011011010IRFIorDrst共需13组控制信
2、号（用天蓝色字体标注）。2/12整理所需的控制信号信号名称用途控制信号具体操作PCSrc选择打入PC的数据来源01选通F暂存器00选通ALU的输出10选通分支转移地址PCWrite设置PC的工作模式0未使用1将PC置为写模式IorD选择存储器地址端addr的来源0选通PC1选通暂存器FMem2Reg选通寄存器堆WD的数据源0选通暂存器F1选通暂存器MDRExtend设置16→32位的扩展模式00扩展(逻辑型)1符号扩展(数值型)(参见表3-32)3/12信号名称用途控制信号具体操作ALUsrc_A选择ALU的A端口数据来源0选通PC1选通A暂存器ALUSrc_B选择
3、ALU的B端口数据来源00选择常数401选通寄存器B10选通扩展后的数据11选通扩展并左移的数据IRWrite设置IR的工作模式0未使用1将IR设置为写模式RegDst、RegWrite与单周期数据通路中的一致MemWrite、MemReadoperation（续表）√√√这些信号将参与指令执行过程的控制！4/1IR←Mem[PC]PC←PC+4T0T1T2T3T4R型lwswbeqI运算jFTDTETMTRTA←Reg[rs]B←Reg[rt]F←AopBA←Reg[rs]F←A+E(offset)MDR←Mem[F]Reg[rt]←MDRA←Reg[rs]B←R
4、eg[rt]F←A+E(offset)Mem[F]←BA←Reg[rs]B←Reg[rt]F←PC+E(offset)<<2A-BZero=1:PC←FPC←PC[31:28]Uaddr<<2F←AopE(imm)A←Reg[rs]Reg[rd]←FReg[rt]←FReg[rd]←FReg[rt]←F取指令译码执行访存写回寄堆（1）指令执行流程5/12时钟周期功能（微）操作控制信号（微命令）T0IR←Mem[PC]PC←PC+4IorD=0,MemRead=1,IRWrite=1ALUSrc_A=0,ALUSrc_B=00,operation=0010,PCSrc
5、=00,PCWrite=1T1A←Reg[rs],B←Reg[rt]时钟边沿触发，无其它控制信号T2F←AopBALUSrc_A=1,ALUSrc_B=01,operation,T3Reg[rd]←FRegDst=0,Mem2Reg=0,RegWrite=1T4※R型指令：oprd,rs,rt（2）各指令所需信号分析（结合图3-91）6/1时钟周期功能（微）操作直接控制信号（微命令）T0IR←Mem[PC]PC←PC+4IorD=0,MemRead=1,IRWrite=1ALUSrc_A=0,ALUSrc_B=00,operation=0010,PCSrc=00,P
6、CWrite=1T1A←Reg[rs]时钟边沿触发，无其它控制信号T2F←A+E(offset)ALUSrc_A=1,ALUSrc_B=10,extend=1,operation=0010T3MDR←Mem[F]IorD=1,MemRead=1T4Reg[rt]←MDRRegDst=1,MemtoReg=1,RegWrite=1※I型访存指令:lwrt,offset(rs)7/1时钟周期功能（微）操作直接控制信号（微命令）T0IR←Mem[PC]PC←PC+4IorD=0,MemRead=1,IRWrite=1ALUSrc_A=0,ALUSrc_B=00,opera
7、tion=0010,PCSrc=00,PCWrite=1T1A←Reg[rs]B←Reg[rt]时钟边沿触发，无其它控制信号T2F←A+E(offset)ALUSrc_A=1,ALUSrc_B=10,extend=1,operation=0010T3Mem[F]←BIorD=1,MemWrite=1T4※I型访存指令:swrt,offset(rs)8/12时钟周期功能（微）操作直接控制信号（微命令）T0IR←Mem[PC],PC←PC+4IorD=0,MemRead=1,IRWrite=1,ALUSrc_A=0,ALUSrc_B=00,operation=001
