指令集体系结构(Instruction-Set Architecture,ISA):一个处理器支持的指令和指令字节级编码
指令的字节编码
第一个字节表明指令的类型:高4位是代码部分,低4位是功能部分
时序电路
时钟寄存器(寄存器) —— 存储单个位或字,时钟信号控制寄存器加载输入值
随机访问存储器(内存) —— 存储多个字
将处理组织成阶段
1、取指 —— 从内存读取指令字节,地址即为PC的值
2、译码 —— 从寄存器文件读入最多两个操作数以及读入指令指明的寄存器
3、执行 —— ALU执行指令指明的操作,计算内存引用的有效值
4、访存 —— 将数据写入内存或者从内存读出数据
5、写回 —— 将结果写到寄存器文件
6、更新PC —— 将PC设置成下一条指令的地址
处理器的时序
处理器的实现包括组合逻辑电路和两种存储设备(时钟寄存器与随机访问存储器)
处理器的原则:从不回读
流水线 指令
提高了系统的吞吐量,同时会轻微地增加延迟
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