mips - 在 MIPS 中组织流水线

Question

我不确定以下属性如何影响 5 阶段 MIPS 设计(IF、ID、EX、MEM、WB)的流水线执行。我只需要清理一下。

• 只有1个内存端口
• 没有数据转发。
• 分支停止直到 * 阶段结束

1 个内存端口是否意味着我们在读取/写入内存时无法获取或写入(即 lw 上的 MEM 阶段，您无法进入 IF 或其他 MEM)？如果没有转发，这是否意味着一条指令直到它所依赖的前一条指令的 WB 阶段之后或 WB 阶段才会进入 ID 阶段？不知道分支摊位是什么意思

Answer 1

一个常见的假设是您可以在一个周期的前半部分写入，而在一个周期的后半部分阅读。

假设 I1 是您的第一条指令，I2 是您的第二条指令，I2 使用的寄存器 I1 正在修改。

• 只有 1 个内存端口。这意味着您不能在管道的两个不同阶段同时读取或写入内存。例如，如果I1处于MEM阶段，另一条指令不能同时处于IF阶段时间，因为两者都需要内存访问。

• 没有数据转发。数据转发反射(reflect)了这样一个事实，即在 I1 的 EX 阶段结束时，您转发了数据到 I2 的 ID 周期。因此，没有转发意味着管道必须等待I1的WB阶段去ID I2阶段。有了这个假设，就可以和上一条指令的WB阶段同时进入ID阶段，因为WB会写入内存在循环的前半部分，ID 将在循环的后半部分从内存中读取。

• 分支停止直到 EX 阶段结束。这是一个常见的假设，不使用分支预测技术。它只是说明分支后的指令必须等到EX 阶段结束 才能开始ID 阶段。回想一下，下一条要执行的指令的地址只有在分支指令的 EX 阶段才知道。