第五讲单周期处理器fen zhi ling de kong

1、分支指令的信号· 慕课计算机组成制作人：林本节主题不同维度的指令分类运算指令addu rd,rs,rt subu rd,rs,rtori rt,rs,imm16访存指令lw rt,imm16(rs) sw rt,imm16(rs)分支指令beq rs,rt,imm16R型指令I型指令J型指令条件分支指令的示例C语言代码beq $s3,$s4,True# branch i=j sub $s0,$s1,$s2# f=g-h(false) jNext# goto NextTrue: add $s0,$s1,$s2 # f=g+h (true) Next: MIPS汇编语言代码if(i=j)

2、f=g+h;elsef=g-h;beq指令的操作步骤beqrs,rt,imm16从指令器中取回指令MEMPC转移条件是否成立SignExtimm16*4if(Rrs-Rrt=0)thenelsePCPC=PCPC+44+;计算下一条指令的地址5-bit6-bit5-bit16-bitI312625212016150opcodersrtimmediatebeq指令的操作步骤（2）if(Rrs-Rrt=0)thenzero=1;elsezero=0Instruction<31:0>nPC selclkrd515rt50RegDstRegWrrs5rt5MemtoRegALUCtrMem

3、Wr zero rsrtrdimm16busA32=busW320busB32032AdrWrEnDataData In3211imm1632Memory1632clkExtOpALUSrc<15: 0 ><15:11><20:16><25:21> Extender ALURwRa RbRegFile32-bit×32clkIFUbeq指令的操作步骤（2）if(Rrs-Rrt=0)thenzero=1;elsezero=0Instruction<31:0>nPC sel=“branch”clkIFUrd515rt50RegD

4、st=xRegWr=0rs5rt5MemtoReg=xALUCtr=“SUB”MemWr=0rsrtrdimm16busA32zero=busW320busB32032AdrWrEnDataData In3211imm1632Memory1632clkExtOp=x ALUSrc=0<15: 0 ><15:11><20:16><25:21> Extender ALURwRa RbRegFile32-bit×32clkbeq指令的操作步骤（2）if(Rrs-Rrt=0)thenzero=1;elsezero=0Instruction<

5、;31:0>nPC sel=“branch”clkIFUrd515rt50RegDst=xRegWr=0rs5rt5MemtoReg=xALUCtr=“SUB”MemWr=0rsrtrdimm16busA32zero=busW320busB32032AdrWrEnDataData In3211imm1632Memory1632clkExtOp=x ALUSrc=0<15: 0 ><15:11><20:16><25:21> Extender ALURwRa RbRegFile32-bit×32clkbeq指令的操作步骤（3）if(z

6、ero=0)thenPC=PC+4+SignExtimm16*4;elsePC=PC+4;nPC sel=“branch”clkInstruction<31:0>IFUzeronPC selzero01PC+4Target AddressnPC_selzeroMUX0（”+4”）x0（PC+4）1（”branch”）0（）0（PC+4）1（”branch”）1（=）1（Target Address）beq指令的操作步骤（3）if(zero=0)thenPC=PC+4+SignExtimm16*4;nPC sel zeroelsePC=PC+4;3201PC3232TargetclkAddressAdder324Instruction Word32IFUAddressInstruction Memorybeq指令的操作步骤（3）if(zero=0)thenPC=PC+4+SignExtimm16*4;elsePC=PC+4;nPC selzero3201PCTarget Address3232clkAdderAdder32324