MIPS架构执行称为交换的指令

Question

请看一下上图。

此问题与计算机组织和设计教科书有关。在课堂上，我们遇到了这样的问题。

鉴于典型的MIPS架构图，执行一条名为 swap 的新指令。新指令为R型，并交换rt和rs的内容。 添加任何可能需要的控制信号或硬件。显示详细信息 。

Answer 1

See this picture first要解决此问题，需要两个时钟周期的设计。问题是问题中给出的MIPS体系结构具有两个读取端口，但只有一个写入端口，请参见图5。教科书（计算机组织和设计硬件/软件方法）第324页的4.19。例如：

Swap  $t1, $t2

因此，该指令不能在单个周期内完成。 我们可以同时从寄存器存储器中获取t1和t2，但是一次只能写入一个（即，我们可以在一个周期内完成这一部分）。因此，我们可以立即将t1放入t2，但是我们需要一个额外的结构（如我在图片中所示的外部寄存器或存储块），保持t2直到将t2写入t1，但这将在第二个时钟中完成。周期。有关更多信息，请参见所附图片。您还需要构建一些逻辑来控制首先写入哪个寄存器。例如，将t2写入t1的操作可以由称为例如t1的附加控制信号来触发。交换。