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文档简介

1、嵌入式系统第2课 流水线13.2 ARM7TDMI三级流水线 ARM处理器使用流水线来增加处理器指令流的速度，这样可使几个操作同时进行，并使处理和存储器系统连续操作，能提供0.9MIPS/MHz的指令执行速度。 ARM7TDMI的流水线分3级，分别为：取指译码执行取指译码执行处理指令并将结果写回寄存器识别将要被执行的指令从寄存器装载一条指令23.2 ARM7TDMI三级流水线取指译码执行取指译码执行处理指令并将结果写回寄存器识别将要被执行的指令从寄存器装载一条指令 正常操作过程中，在执行一条指令的同时对下一条(第二条)指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出。 在ARM状态下，流水线上各指令

2、的地址为： 在Thumb状态下，流水线上各指令的地址为：PCPC-4PC-8PCPC-2PC-433.2 ARM7TDMI三级流水线结构的指令执行顺序PC指令1指令2指令3指令4程序存储器PC-4PC-8PC+4周期1周期2周期3周期4周期5周期6取指 译码 执行取指 译码 执行取指 译码 执行取指 译码 执行周期2周期1周期3周期4 在第1个周期，PC指向指令1，此时指令1进入三级流水线的取指阶段。1 在第2个周期，PC指向指令2，此时指令1进入三级流水线的译码阶段，同时取出指令2。2 在第3个周期，PC指向指令3，此时指令1进入三级流水线的执行阶段，指令2进入译码阶段，取出指令3。3 在第

3、4个周期，指令1执行完成，指令2和指令3流水线推进一级，同时开始指令4的取指处理。4处理器执行一条指令的三个阶段4 执行ADD PC,PC,#4指令后，PC的值为多少？3.2 ARM7TDMI思考题ADD PC，PC，#40 x40000 x40040 x40080 x400C地址指令PC取指译码执行PCPC-4PC-8ARM7的3级流水线ADD 程序计数器R15(PC)总是指向“正在取指”的指令，而不是指向“正在执行”的指令或“正在译码”的指令。 一般来说，人们习惯性约定将“正在执行”的指令作为参考点，则：PC值当前程序执行位置8 注：ARM状态时，每条指令为4字节长。 PC指向0 x4000地址，取指ADD指令。 PC指向0 x4004地址，译码ADD指令。 PC指向0 x4008地址，执行ADD指令，所以指令执行的结果为: PC=PC+40 x400840 x400C。注意：只有流水线被指令填满时才能发挥最大效能，即每时钟周期完成一条指令的执行。如果程序发生跳转，流水线将被清空，这将需要几个时钟才能使

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