开源软核学习笔记05（继续OpenMIPS开发笔记）——2014_1_31

oldbeginner · 发表于 2014-2-11 21:19:42

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day 6 的学习

和day 4类似
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day 6 在流水线结构上是很普通的，只是多了一个notmove 判读变量，为了简洁，是直接从上面 day 5-2 修改过来，同时去掉双周期指令的一些特征 cnt变量。

day6流水线.gif

oldbeginner · 发表于 2014-2-11 23:03:52

本帖最后由 oldbeginner 于 2014-2-12 00:39 编辑

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day 7-1 跳转指令
袋鼠的悲剧
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感觉哑剧已经可以表达学习思路了，

day7-1流水线.gif

再回到吃饭问题上，

oldbeginner · 发表于 2014-2-12 20:36:45

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day 7-2
分支指令流水线和跳转指令一样
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只看大结构，还是比较简单的。
分支指令相比跳转指令的区别就在于多了一点判断语句，同时对转移目标地址的计算方法不同。

richyrichy · 发表于 2014-2-13 07:43:08

Good sharing; interesting content.

oldbeginner · 发表于 2014-2-13 21:25:54

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钓鱼后，要等一下再吃

day8
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day 8 的内容和day 5-2 类似，如果load指令后跟一个相关的指令，则后一个指令要停一下（操作方法感觉和双周期指令一样）。

增加dmem模块，因为变量太多，流水线省略了一些细节
day8流水线.gif

再用一个故事来说明，就是钓鱼后，不是马上吃，要先处理一下再吃
钓鱼吃鱼等待.gif

oldbeginner · 发表于 2014-2-15 08:17:10

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day 9
感觉很奇怪
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day9流水线.gif

还是从day3 衍生，代码越来越多，寄存器越来越复杂。

leishangwen · 发表于 2014-2-15 23:04:09

回复 25# oldbeginner

是的，为了解决load相关问题

oldbeginner · 发表于 2014-2-16 08:57:11

本帖最后由 oldbeginner 于 2014-2-16 09:07 编辑

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指令的执行过程

借鉴CS 3410 - Spring 2012 Cornell University Computer Science Department, 的课件
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day9 和 day10 都要使用 CP0，感觉还是比较复杂的，但是开发笔记描述不多，我也暂时先放一遍。

大概是复习时间了，再复习开发笔记前，先看看其它资料是然后。

执行的代码
add       r3, r1, r2;
nand       r6, r4, r5;
lw       r4, 20(r2);
add       r5, r2, r5;
sw       r7, 12(r3);

翻译如下，
add       3 1 2 ;  reg 3 = reg 1 + reg 2
nand       6 4 5 ;  reg 6 = ~(reg 4 & reg 5)
lw                4 20 (2)  ;  reg 4 =  Mem[reg2+20]
add       5 2 5 ;  reg 5 = reg 2 + reg 5
sw          7 12(3) ;  Mem[reg3+12] = reg 7

使用的流水线

过程如下，其中后半段的动画细节少了，和前半段类似。
指令流水线实例.gif

感觉结构很清晰，和仿真软件效果差不多。

每个时钟状态

oldbeginner · 发表于 2014-2-17 08:28:35

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感觉OpenMIPS是单周期时序

虽然仿真看起来流水线
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是在看data hazards时，有了这个额外的想法的，因为这五个阶段是顺序执行的，并不是并行的。这五个阶段分别执行不同的指令，并采用了倒序的方式。实现了流水线类似的功能，并且也有hazards等现象（而单周期时序不会有）。现在对基本概念还是不清楚，后面再展开理解。

leishangwen · 发表于 2014-2-17 10:43:23

回复 29# oldbeginner

您在仿真时可以发现一个周期就可以执行一条指令，而且指令的结果并不是立即写入对应寄存器，比如：add指令，从进入处理器到将最终结果写入目的寄存器，这之间是有几个时钟周期间隔的，从这里就可以看出来openmips流水线的特点

开源软核学习笔记05（继续OpenMIPS开发笔记）——2014_1_31

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