5-第5次课-C54x的流水线.pptx

一、流水线操作

流水线操作是指各条指令以机器周期为单位，相差一个时间周期而连续并行工作的情况。

操作原理：将指令分成几个子操作，每个子操作由不同的操作阶段完成。每隔一个机器周期，每个操作阶段可以进入一条新指令。在同一个机器周期内，在不同的操作阶段可以处理多条指令，相当于并行执行了多条指令。

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第2章TMS320C54x的硬件结构

n1.流水线操作的概念

n’C54x的流水线操作是由6个操作阶段或操作周期组成。在任何一个机器周期内，可以有1~6条不同的指令在同时工作，每条指令可在不同的周期内工作在不同的操作阶段。

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第2章TMS320C54x的硬件结构

n1.

流水线操作的概

念

n六个操作阶

段:

n①预取指P;n③译码D;

n⑤读数R;

n②取指F;n④寻址A;n⑥执行X。

n流水线结构:

l预取指Pl取指Fl译码Dl寻址Al读数Rl执行X

=将读取到的指令字加载PB

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第2章TMS320C54x的硬件结构

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n1.流水线操作的概

各操作阶段的功能:

n预取指P：n在T1机器周期内，CPU将PC中的内容加

载到程序地址总线PAB，找到指令代码

的存储单元。

n取指F：n在T2机器周期内,CPU从选中的程序存储

单元中,读取指令代码加载到程序总线PB。

n译码D：n在T3机器周期内，CPU将PB中的指令代

码加载到指令译码器IR进行译码，产生

执行指令所需要的一系列控制信号。

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第2章TMS320C54x的硬件结构

n各操作阶段的功能:

n寻址A：n在T4周期内，CPU将数据1或数据2的读地址或同时将两个读地址分别加载到数据地址总线DAB和CAB中，并对辅助寄存器或堆栈指针进行修正。

n读数R：nCPU在T5周期内，将读出的数据1和数据2分别加载到数据总线DB和CB中。若是并行操作指令，可同时将数据3的写地址加载到数据地址总线EAB中。

n执行X：n在T6机器周期内，CPU根据操作码的要求

执行指令，并将写数据3通过EB总线写入

指定的存储单元中。

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第2章TMS320C54x的硬件结构

’C54x存储器操作的各种情况：

①执行读单操作数指令

例如：LD*AR1，A；单周期指令，读单操作数

预取指P取指F译码D寻址A读数R执行/写数

加载

PAB

通过PB读取指令

通过IR指令译码

读地址加载DAB

通过DB读出数据

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