五级管道的各种说明

让我们考虑将指令执行分解为五个阶段。这些如下。

1. 提取指令(IF)：
   它将下一条预期指令读入缓冲区。

   IR → Mem [PC] ;
   PC → PC + 4 ; 

2. 指令解码(ID)：
   在此，执行以下步骤：
   • 指令解码，用于确定操作码和操作数说明符。
   • 计算操作数，其中计算每个源操作数的有效地址。
   • 提取操作数，其中从内存中提取每个操作数。

   A → Regs [IR6,  10] ;
   B → Regs [IR11, ...,  15] ;
   Immediate → (IR16)16## (IR16, ..., 31) 

3. 执行指令(EX)：
   它执行指示的操作。

   Memory ref:   ALUoutput  →  A + Immediate ;
   Reg-Reg ALU:  ALU  →  A func B ;
   Reg-Imm ALU:  ALUoutput  →  A op Immediate ;
   Branch:       ALUoutput  →  PC + Immediate;  Cond * (A op 0) 

4. 内存访问/分支完成周期(MEM)：
   它访问内存。

   Memory ref:  LMD  →  Mem [ALUoutput]  or Mem (ALUoutput)  →  B
   Branch:      if (cond) PC  →  ALUoutput 

5. 写操作数(WO)：
   它存储结果。

   Reg-Reg ALU:   Regs [R16, ...., 20]  →  ALUoutput ;
   Reg-Imm ALU:   Regs [R11, ..., 15] → ALUoutput ;
   Reg-Reg ALU:   Regs [R11, ...., 15]  →  LMD ;