解决数据风险的MIPS流水线逻辑

Question

下面的代码在一个5级流水线数据路径上运行。我很难知道我对流水线工作原理的理解是否正确。在下面的尝试中，我试图通过在适当的位置插入“气泡”来解决没有数据转发单元的数据路径中的数据风险。我的第一个问题是，下面的流水线逻辑是正确的吗？

我的第二个问题是假设数据路径中有一个转发单元，来自MEM->EX和WB->EX，这将如何改变我第一个问题的逻辑？

add t0, s1, s2
add t1, t0, s3
sub t2, t0, t1
xor t3, t2, a0
lw t4, 0(t7)
slt t5, t4, t3

这是我对问题1的尝试：

add t0, s1, s2 //IF add1 instruction
nop            //ID add1 instruction
nop            //EX add1 instruction
add t1, t0, s1  //MEM add1 instruction,  IF add2 instruction
nop             //WB add1 instruction,  ID add2 instruction
nop            //EX add2 instruction
nop            //MEM add2 instruction
nop            //WB add2 instruction
sub t2, t0, t1 //IF sub instruction
nop            //ID sub instruction
nop            //EX sub instruction
nop            //MEM sub instruction
xor t3, t2, a0 //WB sub instruction, IF xor instruction
lw t4, 0(t7)   //ID xor instruction, IF lw instruction
nop            //EX xor instruction, ID lw instruction 
nop            //MEM xor instruction, EX lw instruction 
nop            //WB xor instruction, MEM lw instruction
slt t5, t4, t3 //WB lw instruction, IF slt instruction

Answer 1

看一下这里演示的流水线图：https://www.student.cs.uwaterloo.ca/~cs251/S12/a4.pdf，并将您的指令映射到类似的交错流水线，它将帮助您可视化数据风险。

此外，确切的数据转发实现将取决于作业中问题的设计，这将影响您需要多少nops。