数据通路

数据通路：数据处理和传输所需要的部件及部件间的互连方式
数据通路需要哪些部件主要取决于指令系统有哪些功能。

指令周期

指令周期：从取指令开始到指令执行结束所经历的全部时间
总线周期：CPU完成一次访问MEM或I/O端口操作所需要的时间。
机器周期：指令的执行过程中分为几个基本操作，完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
时钟周期：时钟周期是同步电路中时钟基础频率的倒数。与晶振有关。

时钟周期——数字逻辑电路
机器周期/总线周期——微机原理/计算机组成
指令周期——汇编语言
这里的周期都有在时间上最小单元的意味，某某周期就是以某某为单元完整执行一次所需的时间。

步骤

（1）取指令

对内存单元进行一次读操作，将指令从内存单元读入CPU的指令寄存器IR

（2）译码指令

分析上一步取出的指令（操作码+地址码/寻址方式码），来确定指令功能、操作数类型以及寻址方式。
这里需要指令译码器（Instruction Decoder，ID），用户不可见。

（3）读取数据

根据上一步得到的地址，从该地址取出数据到MDR中

RS型指令集结构¹，源操作数来自CPU中的通用寄存器或者存储器单元
RR型指令集结构，除了LOAD指令，其他指令都来自通用寄存器。

（4）执行操作

根据（2）的指令码在ALU中对数据进行操作

（5）存放结果

将ALU的结果存入指定的目的单元

RS型指令集结构¹，目的操作数来自CPU中的通用寄存器或者存储器单元
RR型指令集结构，除了STORE指令，其他指令目的操作数都必须是通用寄存器。

补充

将指令集结构分为三种类型
a) 堆栈结构
b) 累加器结构
c) 通用寄存器结构：

寄存器-寄存器结构（RR结构）所有操作数都是来自通用寄存器
优点：指令字长固定，指令结构间接，是一种简单的代码生成模型，各种指令的执行时钟周期接近
缺点：与指令中含存储器操作数的指令集结构相比，指令条数多，目标代码不够紧凑，因而程序占用的空间比较大

寄存器-存储器结构（RM结构）操作数可以来自存储器
优点：可以在ALU指令中直接对存储器操作数进行引用，而不必先用load指令进行加载。容易对指令进行编码，目标代码比较紧凑。
缺点：指令中两个操作数不对称。在一条指令中同时对寄存器操作数和存储器操作数进行编码，有可能限制指令所能够表示的存储器个数。指令的执行时钟周期因操作数的来源（寄存器或存储器）不同而差别较大。

存储器-存储器结构（MM结构）
优点：目标代码最紧凑，不需要设置寄存器来保存变量
缺点：指令字长变化很大，特别是3操作数指令。而且每条指令完成的工作也差别很大。对存储器的频繁访问会使存储器成为瓶颈。这种类型的指令集结构现在已经不用了。

对于同一部件在不同阶段多次使用的处理？

单周期数据通路：部件冗余（同一类部件针对不同阶段设置不同的寄存器（指令寄存器，数据寄存器）。
多周期数据通路：部件共享（复用）

多级周期如何控制？

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