关于cpu的流水线，为何写寄存器在时钟周期的前半段，而读寄存器在后半段-CSDN社区

单片机流水灯设计方法元件清单：名称型号数量电阻 470欧 8 发光二极管（普通白发红） 8 电阻 10K 1 电容 10UF 1 晶振 12MHZ 1 电容 30PF 2 导线单片机（配底座） AT89S51 1 独立孔万用板排针（也可选用两针排线（配底座））流水灯原理图流水灯程序从原理图可以看出，如果我们想让接在P1.0口的LED1亮起来，那么我们只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平就可以；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭方法方法同 LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将LED2～LED8依次点亮、熄灭，依始类推， 8只LED变会一亮一暗的做流水灯了。　　实现8个LED流水灯程序用中文表示为：（P1.0低）、（延时）、（P1.0高、P1.1低）、（延时）、（P1.1高、P1.2低）、（延时）、（P1.2高、P1.3低）、（延时）、（ P1.3高、P1.4低）、（延时）、（P1.4高、P1.5低）、（延时）、（P1.5高、P1.6低）、（延时）、（P1.6高、P1.7低）、（延时）、（P1.7高）、（返回到开始）、（程序结束）。我们在程序一开始就给P1口送一个数，这个数本身就让P1.0先低，其他位为高，然后让这个数据向高位移动不就实现"流水"效果啦？的确如此！8051指令中没有让P1数据移动的指令，但有对累加器ACC中数据左移或右移的指令，ACC在指令中常写为A，累加器A 数据左移指令为"RL　A"，累加器数据右移指令为"RR　A"，累加器在数据传输和数据处理过程中作用十分重要，累加器ACC为8位。他可与片内所有单字节寄存器交换数据，实际上P1和其他端口在单片机中也是一个寄存器。这样我们可以将需移动的数据先放到AC C中，让其移动，然后将ACC移动后的数据再转送到P1口，这样同样可以实现"流水"效果。 ORG 00H START: MOV ACC,#0FEH ；将数11111110赋给累加器ACC，H代表十六进制 MOV P1,ACC ；将ACC上的11111110给P1此时.P1.0等亮，其他灯暗 MOV R0,#8 ；将数8赋给寄存器R0 LOOP: RL A ；将ACC中的数据左移一位（移动一次时11111110 -->11111101） MOV P1,A ；把ACC移动过的数据送p1口显示 ACALL DELAY ；调用延时子程序 DJNZ R0,LOOP ；没有移动够8次继续移动（将寄存器上的数据减1不为0时执行逗号后面LOOP，为0 时执行下条指令） AJMP START ；移动完7次后跳到开始重来，以达到循环流动效果 DELAY: ;----- 延时子程序 ----- MOV R1,#248 ;延时一段时间 D1:MOV R2,#248 DJNZ R2,$ DJNZ R1,D1 RET 　;子程序返回 END ;程序结束在上面主程序中用到了以下几条汇编语言指令：MOV、ACALL、RL、DJNZ，AJMP、RET、E ND。　MOV：数据传送指令 ACALL：是子程序调用指令，程序中调用了DELAY延时子程序 RL：数据左移指令为 DJNZ；减1条件转移指令，这是把减1与条件转移两种功能结合在一起的指令AJMP：是无条件跳转指令，意思是：跳转到指定的标号处继续运行 RET：子程序返回指令 END：是程序结束的伪指令，意思是告诉编译器，程序到此结束。伪指令只告诉编译器此程序到此有何要求或条件，它不参与和影响程序的执行。　　在上面源程序中"ACALL　 DELAY"指令的作用是调用DELAY延时子程序。为什么要使用这指令呢？如果不用该指令能够实现"流水"效果吗？答案是肯定的，一定要用该指令才能看到我们需要的"流水"效果。如果不用该指令，则由于8个LED发光与熄灭的时间都很短，我们肉眼无法看到LED 的熄灭与点亮，凭我们肉眼看到的是LED1～LED8都同时亮（半亮），而看不到"流水"效果的！　　产生这种现象主要是因为单片机执行每条指令的时间很短，我们知道实验板上单片机的时钟高达12MHz，在这个时钟信号（即晶体振荡信号）下，一个"机器周期"仅大约 1 (微秒)。本程序中我们用到的指令不是单周期就是双周期，也就是说，执行一句用时仅 1(微秒)或者2（微秒），也就是点亮和熄灭时间都为几微秒级别，在如此高速的流水速度下，8个LED发光与熄灭的时间都很短，当然凭我们的肉眼看不到"流水"效果了！而延时程序利用多次循环执行指令来达到目的。由于DJNZ为双周期指令执行一次2微秒，上面的延时程序延时间为2*248*248=123008 即0.123秒

什么是流水线 流水线是利用执行指令所需的操作之间的并行性，实现多条指令重叠执行的一种技术。流水线是一种在连续指令流中开发指令级并行性的技术。流水线的明显长处是：它对编程者是透明的。就像装配线那样，不同的步骤并行完成流水线中不同指令的不同部分，每一个步骤称为一个流水节拍或一个流水段。指令沿流水线移动一次的时间间隔是一个时钟周期，因为所有节拍同时工作，所以，机器周期取决于最慢的流水段。在理想情况下，流水线的加速比等于流水线的段数，但是通常情况下加速比与流水段之间不会有那么好的平衡，流水线需要一些附加的时间开销

目录文章目录目录CPU 流水线时钟周期、机器周期、指令周期和总线周期 CPU 流水线 我们知道 CPU 执行一条指令时可以分为取指令、分析指令、执行指令、存结果等若干个步骤，不同的步骤可能由 CPU 内部的不同部件（指令部件、执行部件）来完成。在这样的前提下，如果 CPU 单纯的顺序执行这些步骤的话，势必会在某一时刻令一些部件空闲。可想而知，如果 CPU 控制单元调度恰当，让不同部件可以并行工作的话，是可以提高各个部件的工作效率和计算机运算速度的，这就是流水线调度方式。 CPU 流水线（Pipeline

实验报告二 流水线CPU 张涵诺 2019301894 实验三 流水线CPU（不考虑冒险）实验要求：在单周期CPU的基础上增加流水线寄存器，在不考虑冒险的前提下，实现一个能够执行下列指令集的流水线CPU： addu，subu，add，and，or，slt，addi，addiu，andi，ori，lui，lw，sw 设计思路：把单周期CPU的数据通路进行分割，分成取指，指令译码，执行，数据存储器访问，写回这五部分。每部分用流水线寄存器进行分割。每条指令执行的过程是在每个时钟上升沿...