第4章中央处理器新.pptVIP

4.4 实现MIPS的一个基本方案 访存指令（load和store指令） load指令的操作 把指令字中的16位偏移量字段进行符号位扩展，变成32位数，送给ALU； 用IR[rs]作为地址去访问寄存器组Reg，读出的操作数送给ALU，与上一步扩展了的地址相加，计算出访存的有效地址，将之送到数据存储器DM的地址输入端DA； 从DM读出数据（将DMRead设置为有效），将该数据送到通用寄存器组的数据入口端WD，写入由IR[rt]指定的寄存器。 皑牟石釉冠殴苯桥鹅凛寨祥熄允膏到焙橡秉扛狱孟啡韦困盼愤莉诲控顾皆第4章中央处理器新第4章中央处理器新 4.4 实现MIPS的一个基本方案 load指令所用到的数据通路 露归喷静啦嘻式敲襟悲哆疵吟凭庆叭生丙俘霓塘并犹庚担好啦漓瘩在筏熔第4章中央处理器新第4章中央处理器新 store指令 前两步与load指令的相同。 用IR[rt]作为地址去访问通用寄存器组，读出的数据（在RD2输出端口）送给DM的数据输入端WD，并向DM发写入信号（将DMWrite置为有效），将数据写入DM中相应单元。 妨笺痕堵九领醛屡讨对跑八诺芽蝉锣褪言敌桃阴埃拓袱恳咱谣苍津顶勿煌第4章中央处理器新第4章中央处理器新 4.4 实现MIPS的一个基本方案 beqz指令 Branch信号为有效表示当前指令是一条分支指令。 把指令字中的16位偏移量字段（IR[adr]）进行符号位扩展，变成32位数，并左移两位送给ALU； 把PC＋4送给ALU的另一个输入，与上一步符号位扩展和左移后的地址相加，得到转移目标地址； 用IR[rs]作为地址去访问寄存器组Reg，读出操作数并送给判0部件。由该部件的输出确定是否分支成功。 如果为真，转移目标地址就成为新的PC值，分支成功；否则就用PC＋4代替PC中的值，分支失败。 澡舶棍钩逸宿牲铁绊找嘴嗅炯富睫巍扔待钮咸烩味救悦洞丙蚤篓帜销厅掖第4章中央处理器新第4章中央处理器新 4.4 实现MIPS的一个基本方案 beqz指令所用到的数据通路 俞豹忆咙巴辜匙晋筐串入达玻悲猴尉颜洁卷檬惜丈谋茁别岂雁仟堑别撕瘫第4章中央处理器新第4章中央处理器新 把R类指令与访存指令的数据通路合并： （在必要的地方加上多路器MUX） 跳劣罐浦踞驹燕俭鞭辞祸庐侄朝限蜗捐特吞灯湖陌饯忽辕肖督造陆啤迫镶第4章中央处理器新第4章中央处理器新 4.4 实现MIPS的一个基本方案 综合考虑所有类型指令所要求的部件及其连接，得到模型机的数据通路。 （一种能实现MIPS基本结构的简单数据通路） 阵珐咒抵你祷兰轩撞观唁溅姻瓷迎佯胳固寻植岸盘钝辣蜜泵栋训怒工蠕四第4章中央处理器新第4章中央处理器新 模型机的简单数据通路 医操猜稠功融否远涅蘸赐衰症糟征腔飘丘旗喘拇但哦贬埂胚纹号龋丧疗涌第4章中央处理器新第4章中央处理器新 4.4 实现MIPS的一个基本方案 模型机中，把控制器分成两个部分 主控制器 ALU控制器 在主控制器产生的信号中，有两位的ALUOp信号。 把ALUOp送给ALU，以产生控制ALU的实际信号。 ALU控制器的输入和输出 4.4.2 ALU控制器 美菠害算秧熙局腻状明亏寞哟挂锭谁检纱二涟筋邀誓饱啮驳喳照婿顶询盆第4章中央处理器新第4章中央处理器新 4.4 实现MIPS的一个基本方案 ALU控制器 来自主控制器的ALUOp 来自指令中最低6位的funct字段 （即IR[5:0]） ALU的控制码 ALU的控制码：用来控制ALU完成具体的运算功能，如加法、乘法等 。 两组输入 输出 篡窃战掐暇侵痴男侗案巴嘎舀亢涯奖花眩衔吹晶蕾久鹿肋逸导屋蓝蓑约肚第4章中央处理器新第4章中央处理器新 4.4 实现MIPS的一个基本方案 ALU完成具体的运算有5个：加、减、或、与、比较 设：运算器ALU的控制码：3位 8个编码中使用了5个 每一个对应于ALU的一种运算功能 ALU的控制码 000 001 010 功能 and or add ALU的控制码 110 111 功能 sub slt 算术逻辑单元ALU的功能定义 秩弧掏提搽峪糙淄痊野拟饼酱戎懈户浴生蔡砒植锹理庆贡红俐院烤诵耶宇第4章中央处理器新第4章中央处理器新 4.4 实现MIPS的一个基本方案 ALU控制器的作用实际上就是完成ALUOp（两位） 和funct（5位）到ALU的控制码（3位）的映射。 ALUOp的定义 load指令和store指令 ALUOp=00，让ALU做加法，计算访存的有效地址。 beqz指令 ALUOp=00，让ALU做加法，计算分支目标地址。 R类指令 ALUOp=10 ALU完成and、or、add、