Разработка цифровых ИС на примере микроконтроллерного ядра SCR1 - HDL описание
Данные фазы могут быть сконфигурированы в 2-4 стадии конвейера.
Запрос инструкции
Во время фазы запроса инструкции к памяти инструкций отправляется запрос с адресом из регистра IMEM_ADDR или с адресом, вычисленным во время выполнения инструкции ветвления или прыжка. Данная фаза может занимать произвольное число тактов в зависимости от задержки памяти инструкций.
Получение инструкции
Во время фазы получения инструкции считанное 32 битное слово данных предварительно декодируется, т.е. определяется тип содержащихся в нем инструкций, например, две RVC инструкции или одна RVI инструкция.
Предварительно декодированная инструкция отправляется в очередь инструкций или напрямую в декодер в зависимости от конфигурации ядра.
Декодирование инструкции
Во время данной фазы формируются управляющие сигналы для других фаз и извлекается непосредственное значение (immediate).
Полученные сигналы помещаются в очередь выполнения или пересылаются напрямую в логику выполнения инструкции в зависимости от конфигурации.
Выборка операндов
Во время данной фазы происходит выборка операндов. Источниками операндов могут служить:
- Многопортовый регистровый файл, содержащий регистры общего назначения (MPRF);
- Регистровый файл управления и состояния (CSRF);
- Непосредственное поле инструкции;
- Счетчик команд.
Данная фаза необходима только для инструкций, требующих операции с операндами.
Арифметические и логические операции
Во время данной фазы выполняются арифметические или логические операции над операндами.
Умножение занимает 1 или 32 такта в зависимости от конфигурации. Деление всегда занимает 33 такта.
Данная фаза необходима только для инструкций, выполняющих арифметические или логические операции.
Операции загрузки/сохранения в память данных
Во время данной фазы осуществляются операции с памятью данных. Данная фаза может занимать произвольное число тактов в зависимости от задержки памяти данных. Данная фаза необходима только для инструкций, выполняющих операции с памятью.