SW 指令的微状态、数据通路活动与控制信号详解

SW 指令的微状态、数据通路活动与控制信号如下：

1. 取指周期：

(1) MAR ← PC (2) PC ← PC + 1 (3) MDR ← M[MAR] (4) IR ← MDR

数据通路活动：

PC → ALU → MAR PC + 1 → ALU → PC MAR → Memory → MDR MDR → IR

控制信号：

PCsrc = 0 ALUsrcA = 0 ALUsrcB = '01' ALUop = add MemRead = 1 MemtoReg = 1 RegWrite = 1 IRWrite = 1

2. 执行周期：

(1) 根据 IR 中的操作码，确定指令类型 (2) 根据指令类型，从 IR 中取出操作数 (3) 执行指令

数据通路活动：

IR[15:12] → Control → ALUop IR[5:4] → Control → ALUsrcB IR[3:3] → Control → MemWrite IR[3:3] → Control → RegWrite IR[2:0] → Control → ALUsrcA IR[11:9] → Control → RegDst IR[8:6] → Control → ALUSrcB IR[8:6] → Control → MemtoReg IR[5:0] → Sign Extend → ALU

控制信号：

ALUsrcA = 0 ALUsrcB = 1x ALUop = 根据 IR 中的操作码确定 MemWrite = 根据 IR 中的操作码确定 RegWrite = 根据 IR 中的操作码确定 RegDst = 根据 IR 中的操作码确定 ALUSrcB = 根据 IR 中的操作码确定 MemtoReg = 根据 IR 中的操作码确定 PCsrc = 0

3. 存储周期：

(1) 根据指令类型，将执行结果存储到内存或者寄存器中

数据通路活动：

ALU → Memory/Registers Registers/Memory → MDR

控制信号：

MemWrite = 根据 IR 中的操作码确定 MemRead = 根据 IR 中的操作码确定 MemtoReg = 根据 IR 中的操作码确定 RegWrite = 根据 IR 中的操作码确定

4. 下一个周期：

(1) 重复取指周期，执行周期和存储周期，直到程序执行结束