
将陆续上传新书《自己动手写CPU》,今天是第40篇,我尽量每周四篇,可是近期已经非常久没有实现这个目标了,一直都有事,不好意思哈。
开展晒书评送书活动,在 q=%E4%BA%9A%E9%A9%AC%E9%80%8A&ie=utf-8&src=se_lighten_f" style="color:rgb(51,102,153); text-decoration:none; display:inline; position:static">亚马逊
活动时间:2014-9-11至2014-10-30
9.2 载入存储指令实现思路
9.2.1 实现思路
本节介绍除ll、sc之外的载入存储指令的实现思路,ll、sc指令的实现思路将在9.7节专题介绍。
1、载入指令实现思路
载入指令在译码阶段进行译码,得到运算类型alusel_o、aluop_o,以及要写的目的寄存器信息。这些信息传递到运行阶段,然后又传递到訪存阶段,訪存阶段根据这些信息。设置对数据存储器RAM的訪问信号。
从RAM读取回来的数据须要依照载入指令的类型、载入地址进行对齐调整,调整后的结果作为终于要写入目的寄存器的数据。
2、存储指令实现思路
存储指令在译码阶段进行译码,得到运算类型alusel_o、aluop_o,以及要存储的数据。
这些信息传递到运行阶段,然后又传递到訪存阶段,訪存阶段根据这些信息。设置对数据存储器RAM的訪问信号。将数据写入RAM。
须要特别注意的是:本章如果能够在一个时钟周期内完毕对外部数据存储器RAM的读、写操作,在兴许章节实现实践版OpenMIPS处理器的时候会考虑复杂情况。
9.2.2 数据流图的改动
为了实现除ll、sc之外的载入存储指令,改动数据流图如图9-18所看到的。主要是在訪存阶段添加了对数据存储器RAM的訪问。同一时候,因为要写入目的寄存器的数据可能是运行阶段的结果,也可能是在訪存阶段从数据存储器RAM载入得到的数据,所以在訪存阶段添加了一个多路选择器。进行选择。
9.2.3 系统结构的改动
为了实现除ll、sc之外的载入存储指令,须要对系统结构进行改动,添加部分模块的接口,改动后的系统结构如图9-19所看到的。
watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQvbGVpc2hhbmd3ZW4=/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast" alt="">
主要改动内容例如以下。
(1)译码阶段的ID模块添加了输出信号inst_o,其值就是处于译码阶段的指令,该信号会传递到运行阶段,在运行阶段的EX模块会利用该信号的值计算载入、存储地址mem_addr_o。
(2)运行阶段的EX模块将运算子类型aluop_o、载入存储地址mem_addr_o、读取的第二个操作数reg2_o等信息,通过EX/MEM模块传递到訪存阶段的MEM模块。
(3)訪存阶段的MEM模块根据载入、存储指令的类型,确定对数据存储器RAM的訪问信息,通过mem_ce_o接口送出数据存储器使能信号,mem_addr_o接口送出訪问地址,mem_we_o接口指出是载入还是存储操作、mem_sel_o接口送出字节选择信号。假设是存储指令。那么还通过mem_data_o接口输出要存储的数据,假设是载入指令。那么会从mem_data_i接口获得读取到的数据。然后MEM模块根据详细的载入指令类型、载入地址,对获取的数据进行对齐调整,终于得到要写入目的寄存器的数据。
下一次将改动OpenMIPS的代码以实现载入存储指令。