为什么ALU结果将地址写入R型指令的存储器？

Question

我正在尝试了解MIPS指令的单周期数据路径。目前，我可以跟踪R型，I型和J型指令，并且我知道不同指令上的控制信号，但是我仍然有一些不清楚的地方。在此示例中，我假设存在R型指令，例如add指令。

我认为add指令与内存无关。当然，它不会将结果值写入内存，而是指向数据内存中的“地址”输入。这是我感到困惑的地方。

Answer 1

不会将地址“写入”到内存，而是将地址提供给数据内存。

内存操作需要三件事：

• 地址
• 值
• 尺寸

某些内存操作是“负载”-这些操作将值从内存传输到CPU，因此负载为该值指定了目标寄存器；一些内存操作是“存储”-这些操作将值从CPU传输到内存，因此存储为该值指定一个源寄存器。

无论装入还是存储，都必须指定一个地址来执行数据存储操作。在MIPS上，我们只有一个addressing mode，即寄存器+符号立即扩展。在简单的MIPS处理器中，ALU执行此加法，因为它在该时钟周期内是空闲/可用的。

控制信号打开MemRead进行加载，打开MemWrite进行存储。否则，这两个都关闭，因此对于R-Type指令，分支指令以及任何未加载或存储的指令，数据存储器均处于非活动状态。

对于R-Type指令，ALU结果被发送（围绕数据存储器，并最终）作为写数据返回到寄存器。对于加载指令，“数据存储器”值将成为“写数据”。