数据路径间的区别

数据路径

CPU有两个部分：数据部分和控制部分。数据部分也称为数据路径。寄存器、ALU和互连总线共同构成数据路径。数据路径有三种类型

  • 单周期

  • 多周期

  • 流水线

以下是单周期、多周期和流水线数据路径之间的一些重要区别。

序号关键点单周期多周期流水线
1周期单周期CPI（每条指令的时钟周期数）为1。多周期CPI是可变的。流水线CPI是固定的。
2指令划分在单周期中，指令不会按CPI划分。在多周期中，一条指令可以任意划分成多个步骤。在流水线中，一条指令每个流水线阶段划分一步。
3指令划分在单周期中，一次执行一条指令。在多周期中，一次也只执行一条指令。在流水线中，可以同时执行多条指令。
4额外寄存器在单周期中，不需要额外寄存器。在多周期中，需要额外寄存器。在流水线中，也需要额外寄存器。
5时钟周期时间在单周期中，时钟周期时间较长。在多周期中，时钟周期时间较短。在流水线中，时钟周期时间也较短。
6时钟周期重叠在单周期中，时钟周期重叠不可能。在多周期中，不存在时钟周期重叠。在流水线中，发生时钟周期重叠。

更新于：2020年5月16日

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