计组复习（二）：单周期数据通路与控制信号

前言

昨天复（yu）习了：计组复习（一）：乘法器，除法器与浮点加法器，巩固了硬件事如何实现运算操作的。

今天复习 cpu 数据通路，也是很复杂的图。一步一步来吧。

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唔。。。。现在是凌晨 1:42，人快芜了，所以博客内容可能会出现一些纰漏 dbq 我爬 Orz

才不是打了一天 lol 导致没时间复习。还有，有没有懂哥知道男刀这版本怎么玩？出暗爪还是幕刃还是渴血？征服者 or 电刑？

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编辑下：我的我的 还真漏了。。。

课本上的图有一个多路复用器 01 接口画反了，但是我所有图片都是按照课本的图描图画的，于是也反了，来不及改了，算了（摆烂

就是 Jump 控制信号对应的复用器：

Jump 为 1 时才使用 Jump 的跳转，否则使用 beq 或者 PC+4 作为下一条指令地址。

单周期数据通路

单周期即一个指令的执行，不包括流水线并行，是一种简单（雾）的数据通路。由之前的学习知晓 mips 的指令也分为几个阶段：

1. 取指令 IF
2. 译码 ID
3. 执行 EX
4. 访问内存 MEM
5. 写回 WB

硬件正是根据这几个步骤进行设计的，且看 cpu 如何实现。

按照惯例先上图，尽管这个图非常吓人，但是待会我们一步一步来分析它。

单周期数据通路的硬件从左到右对应了 mips 的 5 个阶段：

• 最左边首先是地址内存，对应取指令与译码阶段（IF / ID）
• 随后是寄存器文件和 ALU，对应执行阶段（EX）
• 再右边是数据内存，对应内存访问阶段（MEM）