经典MIPS5级流水介绍.pptVIP

经典的MIPS五级流水介绍;;三种MIPS核心指令;三种指令格式：;;五种MIPS寻址模式的图示：;五种MIPS寻址模式的图示：;通常，一条MIPS指令包含的五个处理步骤：;利用流水线实现MIPS指令;流水线的三种冒险;五级流水线的数据通路;1） IF：取指令。 2） ID：指令译码，读寄存器堆。 3） EX：指令执行或地址计算。 4） MEM：数据内存访问。 5） WB:写回。;五条指令对应的多时钟周期流水线图;传统表示方式下多周期流水线图;单周期数据通路图;;;;引入流水线寄存器;引入流水线寄存器图;流水线每级的工作;流水线中的控制;3）指令执行/地址计算：设置的控制线有RegDst、ALUOp和ALUSrc。根据这些信号选择结果寄存器，确定ALU的操作，同时读取数据2或经过符号扩展后得到的立即数。 4）内存访问：设置的控制线有Branch、MemRead和MemWrite，这些控制信号分别由相等分支、取和存指令设定。除非控制信号指示这???一条分支指令同时ALU输出为0，将选择线性地址中的下一条指令作为PCSrc信号。 5）写回：两条控制线分别是MemtoReg和RegWrite，前者决定是将ALU结果还是将内存数据传送寄存器堆，后者记录所要写入的数据。;信号名称;三种流水线冒险;三种流水线冒险;三种流水线冒险;动态分支预测 查找指令的地址观察上一次执行该指令时分支是否发生，如果上次执行时分支发生就从上次分支发生的地方开始取指令。一种实现方法是采用分支预测缓存或分支历史表。 缩短分支的延迟 在流水线中提早分支指令的执行过程，就能减少需要清除的指令数，可以降低执行分支的代价。;异常;异常处理 可以采用与发生分支时同样的基址，清除异常后面的所有指令并且从一个新的地址开始预取指令。 许多异常要求我们最终完成那条产生异常的指令，就像没有异常一样。最简单的方法就是将这条指令消除掉，进而在异常处理的地方将这条指令重新执行一次。 异常处理的最后一步将导致异常的指令的地址保存到异常程序计数器（EPC）中。;Thanks~~