「IF」或「Instruction Fetch」階段是CPU執行指令的第一個步驟,在這個過程中,CPU從記憶體中取得下一條要執行的指令。這個過程具體包括以下幾個步驟:
PC(程序計數器)讀取:程序計數器(PC)保存著下一條指令的記憶體地址。在IF階段的開始,CPU讀取PC中的值,這個值指向當前要執行的指令在記憶體中的位置。
指令讀取:CPU使用PC中的地址從記憶體中讀取指令。這個過程可能涉及到記憶體子系統的操作,如記憶體控制器發起記憶體讀取請求,並從記憶體獲取指令數據。
PC更新:在指令被讀取之後,PC需要被更新以指向下一條指令的地址。對於大多數指令來說,這僅僅意味著將PC的值增加以指向下一條連續的指令地址。對於固定長度的指令集,這通常是將PC的值增加一個固定數值(例如,在32位元指令集中通常增加4)。對於可變長度的指令集,增加的數值可能根據指令的實際長度而不同。
這個階段完成後,CPU就有了要執行的指令,接著會進入下一階段,即指令解碼(ID)階段,對取得的指令進行解析並準備後續的操作。IF階段是指令循環的基礎,確保了CPU能夠連續地從記憶體中獲取執行指令,從而進行計算和控制流程的管理。
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