敬请登录网站在线投稿（ｔｏｕｇａｏ．ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｍ．ｃｎ）２０２３年第２期１５ＭＩＰＳ指令集的流水线ＣＰＵ模型机设计肖世伟，李承凯，杨美娜，冯祥虎，孙国萃，杜军（哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院，哈尔滨１５００２５）摘要：对ＭＩＰＳ指令集的流水线ＣＰＵ进行了研究，提出了一种基于ＭＩＰＳ的流水线处理器模型机设计方案。方案设计的数据通路可以逐条添加指令，更贴近于教学实践，采用五级流水线架构，共实现５２条指令，包含乘法及除法指令，对于每个流水段中的教学应用方法进行了分析。针对流水线数据与指令的相关问题，设计了专用的异常处理模块。模型机在ＥＤＡ平台上进行了测试，测试结果表明，该方案符合设计要求。关键词：流水线；模型机；指令集；除法器；处理器中图分类号：ＴＰ３３８．１文献标识码：ＡＤｅｓｉｇｎｏｆＰｉｐｅｌｉｎｅＣＰＵＭｏｄｅｌＭａｃｈｉｎｅＢａｓｅｄｏｎＭＩＰＳＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｅｔＸｉａｏＳｈｉｗｅｉ，ＬｉＣｈｅｎｇｋａｉ，ＹａｎｇＭｅｉｎａ，ＦｅｎｇＸｉａｎｇｈｕ，ＳｕｎＧｕｏｃｕｉ，ＤｕＪｕｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨａｒｂｉｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００２５，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐｉｐｅｌｉｎｅＣＰＵｏｆＭＩＰＳｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｅｔｉｓｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄａｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｏｆｐｉｐｅｌｉｎｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒｍｏｄｅｌｍａｃｈｉｎｅｂａｓｅｄｏｎＭＩＰＳｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｄａｔａｐａｔｈｏｆｔｈｅｓｃｈｅｍｅｄｅｓｉｇｎｃａｎａｄｄｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓｏｎｅｂｙｏｎｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｌｏｓｅｒｔｏｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｉｔａｄｏｐｔｓａｆｉｖｅ－ｓｔａｇｅｐｉｐｅｌｉｎｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｔｏｒｅａｌｉｚｅａｔｏｔａｌｏｆ５２ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｉｖｉｓｉｏｎｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｅａｃｈｐｉｐｅｌｉｎｅｓｅｃｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｓｐｅｃｉａｌｅｘｃｅｐｔｉｏｎｈａｎｄｌｉｎｇｍｏｄｕｌｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓ...
