自制CPU（二）多周期
接上次，我們簡單的說了一下單周期的理解，下面我們說一下多周期。
單周期每一條指令都是一個時鐘周期結束。但是不同類型的指令可能進行的步驟不同，導致最終CPU的頻率上不去，這是由于木桶原則，時鐘必須大于最長一條指令完成的時間。
而在多周期的設計中，我們將一條指令的執行分解成為多個部分，不同部分的每個時鐘從上一級寄存器中讀入數據，進行計算，然后將數據送入下一級寄存器。這樣一條指令就有多個時鐘周期完成。每個時鐘周期完成指令中的一部分操作。
在多周期的設計中，基本與單周期相同，只是要將單周期數據通路中的純組合電路（注意，在單周期設計中不包含存儲的都是組合電路）在不同級中間加一個寄存器，使每一級計算出數據后都可以把數據寫入到寄存器以供下個時鐘上升沿到來時下一級從中讀取輸入。
而多周期需要一個部件就是一個狀態機，用狀態機來控制當前指令到一個指令的執行部位（即有效數據正在從哪一級流向哪一級），然后輸出該級運算的狀態控制信號來控制數據通路。
多周期同時要注意直接跳轉和跳轉分支的執行，狀態機在此處注意狀態的正確轉移。（由于他們的狀態不一致）
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規問題，請聯系本站處理。
舉報投訴
-
FPGA
+關注
關注
1643文章
21954瀏覽量
613881
發布評論請先 登錄
相關推薦
熱點推薦
CPU的各種指令和執行流程
在集成電路設計中，CPU的指令是指計算機中央處理單元（CPU）用來執行計算任務的基本操作指令集。這些指令是CPU能夠理解并執行的二進制代碼，它們在計算機內部由硬件控制并按順序執行，從而
Arm解讀Armv9 CPU為何是打造高性能、高能效移動計算的關鍵
作者：Arm 終端事業部產品管理高級總監 Stefan Rosinger 在之前有關 Arm Cortex-X925 CPU 的文章中，Arm 技術專家曾探討了每時鐘周期指令數 (IPC) 作為評估
二維周期光柵結構（菱形）光波導的應用
：層狀（一維周期性），例如傾斜光柵
?光柵2 EPE和輸出耦合器：交叉光柵（二維周期，非正交）
光柵#2：具有菱形輪廓的二維周期光柵
使用
發表于 01-23 10:37
EE-197：ADSP-BF531/532/533 Blackfin處理器多周期指令和延遲
電子發燒友網站提供《EE-197：ADSP-BF531/532/533 Blackfin處理器多周期指令和延遲.pdf》資料免費下載
發表于 01-08 14:39
?0次下載
EE-171：ADSP-BF535 Blackfin處理器多周期指令和延遲
電子發燒友網站提供《EE-171：ADSP-BF535 Blackfin處理器多周期指令和延遲.pdf》資料免費下載
發表于 01-05 09:47
?0次下載
簡單認識第二代高通Oryon CPU
在不久前的2024驍龍峰會上，備受矚目的新一代驍龍旗艦移動平臺——驍龍8至尊版正式發布。這款以“至尊版”命名的全新平臺也是首個采用第二代高通Oryon CPU的移動平臺。憑借領先的CPU、GPU
通信開關電源柜更換周期多久
并非固定不變，而是需要根據具體情況進行靈活調整。 二、影響因素 使用環境 ： 如果通信開關電源柜長期處于高溫、高濕、多塵等惡劣環境下，容易導致設備老化、損壞，從而縮短使用壽命。 負載情況 ： 負載大小對設備的使用壽
一個總線傳輸周期包括哪四個階段
總線傳輸周期是計算機系統中數據傳輸的基本單位，它涉及到多個階段，以確保數據能夠正確、高效地在處理器、內存和其他外設之間傳輸。一個典型的總線傳輸周期通常包括以下四個階段： 請求階段（Request
CPU時鐘周期與主頻的關系和區別
CPU時鐘周期與主頻是計算機體系結構中兩個緊密相連且至關重要的概念，它們之間既存在關系又有所區別。以下將詳細闡述CPU時鐘周期與主頻的關系和區別。
總線時鐘周期與CPU時鐘周期的區別
總線時鐘周期與CPU時鐘周期是計算機體系結構中兩個重要但有所區別的概念。為了深入探討它們之間的區別，本文將從定義、作用、關系、影響因素以及實際應用等多個方面進行詳細闡述。
CPU時鐘周期、機器周期和指令周期的關系
CPU時鐘周期、機器周期和指令周期是計算機體系結構中三個緊密相連且至關重要的概念，它們共同構成了CPU執行指令和處理數據的基本時間框架。以下
CPU時鐘周期的組成和作用
CPU時鐘周期是計算機體系結構中一個至關重要的概念，它直接關聯到CPU的運行速度和性能。以下是對CPU時鐘周期的定義、組成和作用的詳細解析。
什么是CPU緩存？它有哪些作用？
CPU緩存（Cache Memory）是計算機系統中一個至關重要的組成部分，它位于CPU與內存之間，作為兩者之間的臨時存儲器。CPU緩存的主要作用是減少CPU訪問內存所需的時間，從而提
晶振頻率、脈沖、時鐘周期與機械周期的關系
上次我們聊到了晶振的占空比，即信號在高電平持續時間與整個周期時間的比例。今天，我們來聊聊晶振頻率信號中的脈沖、時鐘周期和機械周期之間的關系。
工商網監
評論