用I-cache和D-cache替代双端口存储器的数据通路方案

以下是一种可能的数据通路方案：

将I-cache和D-cache分别连接到指令存储器和数据存储器的地址输入端口，这样可以实现指令和数据的缓存。
在数据通路中增加两个Cache控制器，分别控制I-cache和D-cache的读写操作。当CPU需要读取指令或数据时，Cache控制器会首先在Cache中查找，如果找到则直接返回，否则会向指令存储器或数据存储器发出读取请求，并将读取的数据存储到Cache中。
为了避免Cache的读取延迟影响CPU的性能，可以采用预取策略，即Cache控制器在读取数据时会预先将相邻的数据块也读取到Cache中，以便CPU在需要时可以快速访问。
在数据通路中增加一个Cache一致性控制器，用来解决I-cache和D-cache之间的一致性问题。当CPU需要修改数据时，Cache一致性控制器会检查D-cache中是否存在该数据的副本，如果存在则将其更新，同时通知I-cache中的副本失效。反之，当CPU需要读取数据时，Cache一致性控制器会首先检查I-cache和D-cache中是否存在该数据的副本，如果存在则返回I-cache中的数据，否则返回D-cache中的数据。
在数据通路中增加一个Cache失效控制器，用来处理Cache中数据的失效。当指令存储器或数据存储器中的数据被修改或删除时，失效控制器会通知I-cache和D-cache中对应的数据块失效，以便Cache控制器在下一次访问时重新读取数据。
最后，将CPU的数据输入输出端口连接到D-cache的数据输入输出端口，以实现CPU对数据的读写操作。同时，将指令存储器的数据输出端口连接到CPU的指令输入端口，以实现CPU对指令的读取操作。