基础知识

取指令阶段

需要完成的功能是 Mem[PC++] → IR
计算+1的动作和访问内存可以并行
但是内存取出来的地址和ALU的结果必须分不同的周期送回

节拍	数据通路	控制信号	说明
T1	Mem[PC]→IR,(PC)→AluSrcA,(AluOut)→PC	IRin,IRWrite,AluSrcA=PC,IR_{in}, IRWrite, AluSrcA=PC,IRin,IRWrite,AluSrcA=PC, AluOp=ADD,ALuSrcB=4,PCWriteAluOp=ADD, ALuSrcB=4,PCWriteAluOp=ADD,ALuSrcB=4,PCWrite	完成PC+=4和内存取指令
T2	(IR)→OP/Func/R1#/R2#/Imm, PC+4+Imm16<<2→C	AluOp=ADD,AluSrcB=(PC+4+Imm)AluOp=ADD, AluSrcB=(PC+4+Imm)AluOp=ADD,AluSrcB=(PC+4+Imm)	完成译码，取操作数和分支地址的计算

LOAD 指令

节拍	数据通路	控制信号	说明
T1	(A)+Imm→C)	AluOP=ADD,AluSrcA=A,AluSrcB=ImmAluOP=ADD,AluSrcA=A, AluSrcB=ImmAluOP=ADD,AluSrcA=A,AluSrcB=Imm	算操作数地址
T2	Mem[C]→DR	IorD=1IorD=1IorD=1	访问主存
T3	(DR)→Reg	RegWrite,MemtoRegRegWrite,MemtoRegRegWrite,MemtoReg	寄存器的写回

ADD 指令

(R0) + (R1) → R0

节拍	数据通路	控制信号	说明
T1	(R1)+(R2)→C	AluOP=OP,AluSrcA=A,AluSrcB=BAluOP=OP, AluSrcA=A,AluSrcB=BAluOP=OP,AluSrcA=A,AluSrcB=B	完成实际的运算，保存在C中
T2	©→Reg	RegDst=rd,RegWrite=1,MemtoReg=CRegDst=rd, RegWrite=1,MemtoReg=CRegDst=rd,RegWrite=1,MemtoReg=C	运算结果写回到通用寄存器

STORE指令

(R0)→Mem[R2]
涉及到内存的写，寄存器的读

节拍	数据通路	控制信号	说明
T1	(A)+Imm→C	AluOP=ADD,AluSrcA,AluSrcB=ImmAluOP=ADD, AluSrcA, AluSrcB=ImmAluOP=ADD,AluSrcA,AluSrcB=Imm	算要访问的地址
T2	Mem[C]=B	MemWrite=1,IorD=1MemWrite=1, IorD=1MemWrite=1,IorD=1	将寄存器B的值锁存到指定地址

BEQ

节拍	数据通路	控制信号	说明
T1	cmp(A,B)	Branch,PCSrc=1,AlUOP=cmp,AluSrcA=A,AluSrcB=BBranch, PCSrc=1, AlUOP=cmp,AluSrcA=A, AluSrcB=BBranch,PCSrc=1,AlUOP=cmp,AluSrcA=A,AluSrcB=B

微指令的结构分析

下址地段：若P标志位为0，则表示下一条微指令的地址
0号地址一定为取指微程序的入口
每段微程序的最后一条要跳转到0地址回到取指阶段

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