RISC指令集中指令的五个主要时钟周期
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一文中讲述了
CPU
的
ARM
架构是个什么东东。
文章讲述了
ARM
架构
CPU
是基于精简指令
(RISC)
，特点有指令长度固定，执行效率高，低成本，定位于嵌
入式平台，简化了硬件逻辑的设计，减少了晶体管，从而降低功耗，流水线等控制并不复杂，进一步降低
了晶体管数量，主要是面对轻量级的、目标明确单一的程序，主要都是移动端使用；
今天稍微深入一下，讲一讲
RISC
指令集中指令的五个主要时钟周期（
Clock Cycle
）
原文链接如下：
https://www.cnblogs.com/SevenwindMa/p/3759209.html
RISC(reduced instrucon set computer,
精简指令集计算机
)
简称为精简指令集。
RISC
把执行指令的
精力主要放在了经常使用的指令上面。本文主要介绍了在
RISC
指令集中一条指令的五个主要执
行
CC
（
Clock Cycle
，时钟周期）的主要涵义以及内容。
这 五 个 时 钟 周 期 分 别 为 ：
IF(Instrucon fetch
， 取 指 令
)
，
ID(Instrucon decode/register fetch
cycle
，指令解码
)
，
EX
（
Execuon/e&ecve address cycle
，执行），
MEM(Memory access
，内存访
问
)
，
WB(Write-back cycle
，写回
)
。
1. IF
：根据
PC
（
program counter
，程序计数器）中所存储的内存地址，在内存中找到该地址
所指向的指令，并将该指令存储在寄存器中。同时，
PC
指向下一条指令，完成这个操作要
求
PC
加
4
（以
32
位指令集为例，如果是
64
位则要加
8
）。
2. ID:
操作从
IF
阶段获取来的指令。将指令解码，最终找到指令所需要的寄存器中存储的数
据。如果该指令只一条跳转指令，那么在这一阶段需要根据跳转指令的意义对获取的值进
行比较，如果比较结果为
true
则执行跳转，如果比较结果为
false
则不执行跳转，继续下一
条指令的执行；如果指令需要对指令中某些位进行填充，也在
ID
阶段完成，比如对高四位
进行填充以满足指令结果是
32
位；计算可能跳转的指令的地址。
3. EX: ALU
（
Arithmec Logic Unit
，算术逻辑单元）对
ID
阶段的结果进行计算。在
ID
阶段已经
获得了指令计算所需要的寄存器的值，那么在
EX
阶段需要根据指令的意义对这些寄存器
的值进行计算。计算根据指令的不同变得不同。主要有三种类型的
ALU
计算：
1. ALU
根据
ID
中补充的地址，对有效的地址单元进行计算，最终得到所需要的内存的地址；
2.
根据指
令的意义，对从寄存器中获取的值，进行操作，比如对两个寄存器的值进行相加；
3.
根据
寄存器的值以及补充的值，计算出立即数的结果。
4. MEM
：如果当前指令是
Load
指令，那么，根据
EX
计算出的内存地址，从内存中获取对应
的值；如果当前指令是
store
，那么，根据
EX
计算出的内存地址和寄存器的值，将寄存器
的值存入该内存地址中。其他的指令一般不会设计内存的访问。
5. WB
：将计算出来的最终的寄存器的值写入到
register 7le
（寄存器文件）中。这部操作包括
从内存中获取的值以及通过算术运算得到的结果。
以上五个时钟周期便是一条
RISC
指令执行的主要步骤。
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