MIPS Datapath Confusion

Question

一直在学习mips数据路径并且有几个问题。

1. 为什么会有回写阶段？ -Thoughts：如果它没有增加更多的延迟或使时钟周期更长，似乎你可以将回写阶段的多路复用器移动到Mem阶段并移除Mem / Writeback缓冲区并完全摆脱回写阶段。为什么不是这种情况？

2. 关于分支预测和停顿的困惑。 -Thoughts：如果一个add指令跟随beq指令进入pipline（beq在ID阶段，加入fetch阶段）但是分支被采用，那么add指令如何转换为no-op？ （设置了哪些控制信号，如何？）

3. 何时更新阶段间缓冲区？ 思考：我认为它们会在时钟周期结束时更新，但无法验证这一点。此外，我试图了解在摊位期间究竟发生了什么。当需要停顿时，IF / ID级间缓冲器是否被锁定？如果是这样，这是怎么做到的？然后指令是否从缓冲区读取以确定ID阶段应该有什么指令？

感谢您的帮助

这是管道的图片：

Answer 1

1. 写回阶段用于将结果写回寄存器。 MEM / WB缓冲区用于保存前一阶段的任何数据。通过摆脱回写阶段，你将要做的事实上是扩展mem阶段。例如，在像这样的指令中， LW R1, 8(R2) 8(R2)寻址的存储单元的内容将存储在MEM / WB缓冲区中。通过将内容复制到缓冲区，MEM阶段现在可以接受另一条LW指令，从而获得更多的ILP。

2. @Craig Estey已正确回答此问题。但是，即使你没有提到@Craig提到的交换，你也总是可以使用控制信号并刷新内容，如果IF，ID用于以下指令。

3. 我不确定是否有关于何时更新阶段间缓冲区的准确答案。我所看到的方式是，在时钟周期开始时，级间缓冲器中的数据不相关，并且在时钟周期结束时它是相关的。控制信号用于控制管道的每个阶段发生的事情，这意味着它们可用于告诉IF阶段不要取任何部分。