MIPS 单周期 CPU 实现。模型计算机 CPU 的数据通路
时间: 2023-07-14 20:13:27 浏览: 64
MIPS 单周期 CPU 的数据通路包括以下组成部分:
1. 指令存储器(Instruction Memory):用于存储指令。
2. 寄存器文件(Register File):用于存储数据和地址。
3. 算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit,ALU):用于执行算术和逻辑运算。
4. 数据存储器(Data Memory):用于存储数据。
5. 控制单元(Control Unit):用于控制指令的执行流程。
6. PC(Program Counter):用于存储下一条指令的地址。
7. 指令译码器(Instruction Decoder):用于解析指令。
MIPS 单周期 CPU 的数据通路如下图所示:
![MIPS 单周期 CPU 数据通路](https://img-blog.csdn.net/20180329213406461)
CPU 的工作流程如下:
1. 从指令存储器中读取下一条指令,将其存储到指令寄存器中。
2. 控制单元解析指令,并生成相应的控制信号。
3. 控制单元将指令送至指令译码器,指令译码器将指令解析成操作码和操作数。
4. 控制单元根据指令的操作码,确定操作数的来源,并将相应的数据送至 ALU 和数据存储器。
5. ALU 执行相应的算术和逻辑运算,并将结果送至寄存器文件或者数据存储器。
6. 如果指令需要从数据存储器中读取数据,则数据存储器将数据送至 ALU 或寄存器文件。
7. 如果指令需要将结果写入寄存器文件,则寄存器文件将结果存储到相应的寄存器中。
8. PC 存储下一条指令的地址,控制单元将 PC 值加 4,以获取下一条指令的地址。
9. 重复上述步骤,直到程序执行完毕。