13、精简指令集计算机（RISC）CPU 解析

精简指令集计算机（RISC）CPU 解析

1. RISC CPU 概述

RISC CPU 采用精简指令集，其指令主要包含操作码（OPC）字段和一个或多个操作数字段。操作码指示处理器执行的操作以及激活硬件组件的时机，操作数字段则对应寄存器文件（RF）中的寄存器地址或用户提供的立即数。RISC CPU 有三种指令类型：寄存器到寄存器类型、立即数类型和跳转类型。

1.1 指令类型

• 寄存器到寄存器类型（Register-to-Register Type） ：格式为 OPC RS1, RS2, RD ，从 RF 中获取源寄存器 Reg[RS1] 和 Reg[RS2] 的内容，根据操作码处理后将结果写入目标寄存器 Reg[RD] 。例如 ADD RS1, RS2, RD 执行加法操作， Reg[RS1] + Reg[RS2] -> Reg[RD] 。
• 立即数类型（Immediate Type） ：格式为 OPC RS, RD, Imm Value ，将源寄存器 Reg[RS] 的内容与符号扩展后的立即数按操作码组合，结果写入目标寄存器 Reg[RD] 。
• 跳转类型（Jump Type） ：格式为 OPC Imm Value