- jal label: thực hiện 2 công việc
4.2.2. Mô hình Pipeline trong MIPS
Hình 4.3 Pipeline MIPS
Ta thấy việc áp dụng kỹ thuật Pipeline và trong MIPS đã thêm vào trong cấu trúc của MIPS các thanh ghi trạng thái giữa các giai đoạn thực hiện lệnh để lưu giữ thông tin thủ tục giữa các pha và dịch chuyển dữ liệu đến các pha kế tiếp theo xung đồng hồ.
Hình 4.4 Thanh ghi trạng thái trong Pipeline MIPS
Chức năng thực hiện tại mỗi giai đoạn:
(1)IF (Instruction Fetch): Gọi lệnh từ bộ nhớ cache và nạp chúng vào thanh ghi
lệnh (Instruction register), tăng nội dung của con trỏ chương trình nên 4 (PC +4)
Hình 4.5 Quá trình lấy lệnh IF
(2)ID (Instruction Decode): Gọi các giá trị Rs và Rt từ thanh ghi trong tập thanh
ghi. Nếu như nó là một lệnh rẽ nhánh và điều kiện rẽ nhánh được thỏa mãn thì khi đó nạp vào thanh ghi PC địa chỉ của target rẽ nhánh.
Hình 4.6 Quá trình giải mã lệnh ID
(3)EX (Excute): Thực hiện các hàm số học và logic trong đơn vị số học và logic
ALU, đây là tầng mà tại đây một lệnh cộng được thực hiện để tính toán địa chỉ cho việc nạp hoặc ghi một lệnh.
Hình 4.7 Quá trình thực thi lệnh EX
(4)MEM (Memory Access): Nếu như lệnh là lệnh nạp, thực hiện đọc dữ liệu từ
cache. Nếu lệnh là lệnh ghi, thực hiện ghi dữ liệu vào cache. Mặc khác đưa dữ liệu trong thanh ghi kết quả lên thanh ghi Write Back.
Hình 4.8 Quá trình truy nhập vùng nhớ MEM
(5)WB (Write Back): Lưu giá trị của thanh ghi Write Back lên thanh tập thanh
ghi RF (Register File). Chú ý rằng khi lệnh đầu tiên trong đường ống được ghi kết quả trả về đến tập thanh ghi, lệnh thứ tư trong thứ tự năm lệnh trong đường ống được đọc từ thanh ghi.