Guida alla Risoluzione del Datapath MIPS
a Ciclo Singolo
Questa guida fornisce uno schema generale per analizzare il flusso di dati nel processore
MIPS. L'approccio consigliato è immaginare il datapath come un sistema idraulico: il flusso
parte sempre dal Program Counter (PC) e si dirige verso destra, ma il percorso cambia in
base a quali "rubinetti" (Multiplexer) vengono aperti dai segnali di controllo.
1. Fase di Fetch (Comune a tutte le istruzioni)
Indipendentemente dal tipo di istruzione, i primi passi sono sempre identici:
1. Lettura PC: Si parte dall'indirizzo contenuto nel Program Counter.
2. Lettura Istruzione: Si preleva l'istruzione dalla Memoria Istruzioni.
3. Aggiornamento PC: Si calcola $PC + 4$ (indirizzo della prossima istruzione
sequenziale).
2. Fase di Decode (Analisi)
L'istruzione viene divisa nei suoi campi binari. Bisogna guardare l'Opcode (primi 6 bit) per
capire quale delle tre strade principali seguirà il dato.
3. I tre percorsi principali
A. Istruzioni di Tipo R (Aritmetiche/Logiche)
Esempi: add, sub, and, or, slt
Queste istruzioni lavorano esclusivamente all'interno dei registri.
• Lettura Registri: Vengono letti i dati da $rs e $rt.
• ALU (Operazione):
o Il Multiplexer (ALUSrc) seleziona il Dato B del registro (valore 0).
o L'ALU esegue il calcolo (es. somma).
• Memoria Dati: Viene completamente saltata (ignorata).
• Scrittura (Write Back):
o Il risultato dell'ALU torna indietro al Banco dei Registri.
o Il registro di destinazione è $rd (bit 15-11).
o Segnali Chiave: RegDst = 1, RegWrite = 1, ALUSrc = 0, MemtoReg = 0.
B. Istruzioni di Tipo I - Load & Store
Esempi: lw (Load Word), sw (Store Word)
Queste istruzioni calcolano un indirizzo per accedere alla memoria RAM.
