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DAY 18
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Software Development

RISC-V 與處理器之架構學習及應用系列 第 18

[Day18] Processor 概念 (1/2)

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一、Processor

處理器執行的主要步驟:
1. 指令擷取
2. 暫存器
3. 執行 (ALU)
4. 記憶體存取
5. 寫回

二、Single Cycle Machine

  • 控制單元 負責管理像是 ALU 控制與分支等訊號。
  • 指令記憶體 用於讀取指令。
  • 資料記憶體 負責資料操作(讀取/寫入)。
  • 整個指令在一個週期內完成,這可能需要最長的執行時間,尤其是像載入字(lw)這類指令,因為記憶體存取時間較長。

三、Multicycle Machine

  • 指令的執行被分解成多個較小的步驟,允許不同部分在不同的週期內執行。
  • 並非所有指令都需要在每個週期中執行相同的步驟。資料可以在不同階段被擷取或寫回,從而提高效率並更有效地利用時間。
  • 臨時暫存器 用來在週期之間儲存數值。

四、Control Unit

  • RegDst:決定讀取哪個暫存器。
  • RegWrite:啟用寫入暫存器。
  • ALUSrcA:選擇 ALU 的輸入來源。
  • ALUOp:指定 ALU 操作(例如加法、分支)。
  • PCSource:控制程式計數器用於跳躍或分支。
  • MemWrite:啟用寫入資料到記憶體。
  • PCWriteCond:條件性地寫入程式計數器(跳躍)。
  • MemRead:啟用從記憶體讀取資料。
  • 狀態暫存器:追蹤指令執行的當前狀態。

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