这节开始将指令集相关内容,没学过相关知识,看不太懂,就快速浏览一下好了。
DLX指令集包括五个部分:
IR <= MEM[PC]
NPC <= PC +4
从存储器中获取指令(PC为指针)并放入指令寄存器(IR),IR保存下个时钟周期所需指令,PC值递增4,指向下个指令地址。

指令格式是固定的,所以读寄存器和解码可以同时进行。这称为固定域译码。
根据指令类型执行下面4个功能之一:
a)访问存储器

b)寄存器——寄存器ALU指令

c)寄存器——立即数ALU指令

d)分支指令

a)访问寄存器

b)分支


a)寄存器——寄存器ALU指令

b)寄存器——立即数周期

c)取指令

以上操作将结果写回入寄存器堆中,结果可能来自存储器(LMD)或者来自于ALU。
无流水线DLX数据通路上的5个步骤:

无流水线无法并行执行指令,只有当第一条指令执行完才开始执行第二条指令。

在每个阶段加一级流水线:



如图,不加流水线消耗时间5(5条指令)*5(每条指令消耗周期数)*2(周期)=50ns,加了之后9*2=18ns,性能提升了50/18=2.8倍。
但是使用流水线时会引入额外的开销,如Skew和寄存器延迟,这种开销限制了流水线所能达到的加速值。

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