pipeline之stage(一)

前端之家收集整理的这篇文章主要介绍了pipeline之stage(一)前端之家小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。

在IC的制成中,一条指令的执行是被分成多个stage的,每个stage使用一个cycle,一条
指令从第一个stage依次执行到结束,这个过程叫做pipeline。由于一条指令被切成了
多个stage,所以多条instruction可以同时运行在不同的stage上,增加了指令执行的throughput。
为了简单起见,假设指令被分成5个stage:IF、ID、EX、MEM、WB

1、IF(取指令),该stage可以做两件并行的事情:从memory中fatch指令到IR(instruction register)
中;将PC(program counter)加4,并将加完后的value存到NPC(next program counter)中。

2、ID,该stage可以做三件并行的事情:做指令的解码;将value从register中取出;如果
有immediate 也需要读出来,并作sign-extension(就是将16bit扩展成32bit)

3.EX,它可能要做的事如下:
A、做运算,如:加减乘除
B、算memory的address
C、如果是branch,就去算target address,并检查跳转条件。

4、MEM,它可能要做的事如下:
A、将NPC赋值到PC
B、如果是memory reference(内存存取),则需要根据EX中算出的memory address对memory
进行读写操作,如果是load,则从memory中读数据到LMD中。
C、如果是branch,则需要将EX中算出的target address根据condition赋值给PC

5、WB,它可能要做的事如下:
A、将运算结果存回到register中
B、将MEM中的LMD中的值写回到register中


(待续)

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