标签：天好 周期 19 指令 200ps 指令集 时钟 CPU 21

今天我们来学习计算机组成原理：3.5.5MIPS32处理器设计（指令时间特性分析）

※CPU设计的主要任务 ※拟定指令集√ ※数据通路设计√ ※控制器设计√ 假设各部件的硬件延时（10-12秒，皮秒）： √存储器的读写操作：200ps √寄存器堆的读写操作：100ps √ ALU和加法器运算：150ps √拼接器：50ps √其它部件忽略不计：0ps 1. MIP32单周期CPU分析 基于前述设计的处理器， 它能支持R、I、J型共11条目标指令。

 

由此可见 ：lw指令耗时最长: 750ps →单周期CPU的指令周期T应不小于lw指令时间 →T=750ps → CPU主频≈ 1.33GHz ※单周期CPU特性总结 （ 1）指令周期与时钟周期等长，且宽度较大; （ 2）处理器的CPI≡1; （ 3）在指令周期中，各种硬件资源均被相应的功能 操作独占，不能共享，硬件利用率低； （ 4）所有指令无论其实际执行时间长短，均分配较 长的时钟周期，时间浪费严重; →对简单的小规模指令集支持较好； →难胜任浮点或更复杂指令集； 2.MIPS32多周期CPU分析

 

 由此可见：耗时最长的步骤为读写存储器-200ps

→T=200ps → CPU主频≈ 5GHz ※多周期CPU特性总结 （ 1）缩短时钟周期，可以为不同的指令安排多个时钟 周期，CPI≥2； （ 2）不同类型指令分配的时钟周期数可以不同； （ 3）指令周期的长度一般会变长，执行速度降低； （ 4）硬件可共享，硬件资源的综合利用率高。 这就是3.5.5的内容了，谢谢大家！

标签：天好,周期,19,指令,200ps,指令集,时钟,CPU,21
来源： https://blog.csdn.net/m0_63176215/article/details/121245711

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