多周期CPU設(shè)計(jì)
多周期CPU設(shè)計(jì)
多周期CPU設(shè)計(jì)和單周期CPU的設(shè)計(jì)相同，都是為了實(shí)現(xiàn)一系列的指令功能，以下是小編為大家整理推薦關(guān)于多周期CPU設(shè)計(jì)，希望對(duì)您有所幫助。
多周期CPU設(shè)計(jì)
和單周期CPU的設(shè)計(jì)相同，都是為了實(shí)現(xiàn)一系列的指令功能，但需要指出的是何為多周期(注意與前面寫道的單周期的區(qū)別，這也是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處)
多周期CPU指的是將整個(gè)CPU的執(zhí)行過(guò)程分成幾個(gè)階段，每個(gè)階段用一個(gè)時(shí)鐘去完成，然后開始下一條指令的執(zhí)行，而每種指令執(zhí)行時(shí)所用的時(shí)鐘數(shù)不盡相同，這就是所謂的多周期CPU。
理解完多周期與單周期的區(qū)別后，開始我們的多周期CPU設(shè)計(jì)之路(可以隨時(shí)對(duì)應(yīng)單周期的設(shè)計(jì)，注意聯(lián)系與區(qū)別)。
需要設(shè)計(jì)的指令及格式如下：
==>算術(shù)運(yùn)算指令
(1)add rd, rs, rt
000000rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
功能：rd<-rs + rt
(2)sub rd, rs, rt
000001rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
完成功能：rd<-rs - rt
(3)addi rt, rs, immediate
000010rs(5位)rt(5位)immediate(16位)
功能：rt<-rs + (sign-extend)immediate
==>邏輯運(yùn)算指令
(4)or rd, rs, rt
010000rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
功能：rd<-rs | rt
(5)and rd, rs, rt
010001rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
功能：rd<-rs & rt
(6)ori rt, rs, immediate
010010rs(5位)rt(5位)immediate
功能：rt<-rs | (zero-extend)immediate
==>移位指令
(7)sll rd, rs,sa
011000rs(5位)未用rd(5位)sareserved
功能：rd<-rs<<(zero-extend)sa，左移sa位 ，(zero-extend)sa
==>傳送指令
(8)move rd, rs
100000rs(5位)00000rd(5位)reserved
功能：rd<-rs +
多周期CPU設(shè)計(jì)
多周期CPU設(shè)計(jì)
多周期CPU設(shè)計(jì)和單周期CPU的設(shè)計(jì)相同，都是為了實(shí)現(xiàn)一系列的指令功能，以下是小編為大家整理推薦關(guān)于多周期CPU設(shè)計(jì)，希望對(duì)您有所幫助。
多周期CPU設(shè)計(jì)
和單周期CPU的設(shè)計(jì)相同，都是為了實(shí)現(xiàn)一系列的指令功能，但需要指出的是何為多周期(注意與前面寫道的單周期的區(qū)別，這也是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處)
多周期CPU指的是將整個(gè)CPU的執(zhí)行過(guò)程分成幾個(gè)階段，每個(gè)階段用一個(gè)時(shí)鐘去完成，然后開始下一條指令的執(zhí)行，而每種指令執(zhí)行時(shí)所用的時(shí)鐘數(shù)不盡相同，這就是所謂的多周期CPU。
理解完多周期與單周期的區(qū)別后，開始我們的多周期CPU設(shè)計(jì)之路(可以隨時(shí)對(duì)應(yīng)單周期的設(shè)計(jì)，注意聯(lián)系與區(qū)別)。
需要設(shè)計(jì)的指令及格式如下：
==>算術(shù)運(yùn)算指令
(1)add rd, rs, rt
000000rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
功能：rd<-rs + rt
(2)sub rd, rs, rt
000001rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
完成功能：rd<-rs - rt
(3)addi rt, rs, immediate
000010rs(5位)rt(5位)immediate(16位)
功能：rt<-rs + (sign-extend)immediate
==>邏輯運(yùn)算指令
(4)or rd, rs, rt
010000rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
功能：rd<-rs | rt
(5)and rd, rs, rt
010001rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
功能：rd<-rs & rt
(6)ori rt, rs, immediate
010010rs(5位)rt(5位)immediate
功能：rt<-rs | (zero-extend)immediate
==>移位指令
(7)sll rd, rs,sa
011000rs(5位)未用rd(5位)sareserved
功能：rd<-rs<<(zero-extend)sa，左移sa位 ，(zero-extend)sa
==>傳送指令
(8)move rd, rs
100000rs(5位)00000rd(5位)reserved
功能：rd<-rs +
==>比較指令
(9) slt rd, rs, rt
100111rs(5位)rt(5位)rd(5位)reserved
功能：如果(rs<rt)，則rd=1; 否則 rd=0
==>存儲(chǔ)器讀寫指令
(10)sw rt, immediate(rs)
110000rs(5位)rt(5位)immediate(16位)
功能：memory[rs+ (sign-extend)immediate]<-rt
(11)lw rt, immediate(rs)
110001rs(5位)rt(5位)immediate(16位)
功能：rt <- memory[rs + (sign-extend)immediate]
==>分支指令
(12)beq rs,rt, immediate (說(shuō)明：immediate是從pc+4開始和轉(zhuǎn)移到的指令之間間隔條數(shù))
110100rs(5位)rt(5位)immediate(16位)
功能：if(rs=rt) pc <-pc+ 4 + (sign-extend)immediate <<2
==>跳轉(zhuǎn)指令
(13)j addr
111000addr[27..2]
功能：pc <{pc[31..28],addr[27..2],0,0}，轉(zhuǎn)移
(14)jr rs
111001rs(5位)未用未用reserved
功能：pc<-rs，轉(zhuǎn)移
==>調(diào)用子程序指令
(15)jal addr
111010addr[27..2]
功能：調(diào)用子程序，pc <- {pc[31..28],addr[27..2],0,0};<-pc+4，返回地址設(shè)置;子程序返回，需用指令 jr 。
==>停機(jī)指令
(16)halt (停機(jī)指令)
11111100000000000000000000000000(26位)
不改變pc的值，pc保持不變。
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