3.1 系统设计目标
3.1.1 设计目标
该书第二篇设计实现教学版OpenMIPS处理器，是一款具有哈佛结构的32位标量处理器，好处是：
- 五级整数流水线：分别是取指，译码，执行，访存，会写
- 哈佛结构，分开的指令，数据接口
- 32个32位整数寄存器
- 大端模式
- 向量化异常处理，支持，精确异常处理
- 支持6个外部中断
- 具有32bit数据，地址总线宽度
- 能实现单周期乘法
- 支持延迟转移
- 兼容MIPS32指令集架构
- 大多数指令可以在一个时钟周期内完成
3.1.2 五级流水线
-
取指令时间过长：有可能取指令的时间不止T，则运行效率变低：
解决取指令时间过长的方案是引入缓存（Cache）,处理器从缓存读取指令只需要一个时钟周期 -
执行时间过长：比如加载/存储指令(Load/Store)，涉及访问存储器，执行阶段时间大于T,此时也会导致流水线停滞。
解决方案是引入五级流水
- 取指：指令存储器读出指令，同时确定下一条指令地址
- 译码：对指令进行译码，从通用寄存器读出要使用的寄存器的值，是转移指令且满足条件，给出新的指令的地址
- 执行：按照译码阶段给出的操作数，运算类型进行运算，给出结果，如果是Load/Store指令，还会给出目标地址
- 访存：如果是Load/Store指令，此阶段会访问数据存储器，否则只是讲执行结果向下传递到回写阶段。同时判断是否有异常需要处理，如果有，则清除流水线，转移到异常处理例程入口地址继续执行
- 回写：将运算结果保存到目标寄存器
3.1.3 指令执行周期
3.2 教学版OpenMIPS处理器接口
3.3 文件说明
3.4 实现方法
增量模型概念，从简单开始，一步步补充
