常见的CPU内部有5级流水线组成。cpu的工作大致分为以下几个步骤；
1：取指。该阶段从内存中读取指令，PC（程序计数器）制定指令的地址。
2：译码。该阶段将从内存读取的指令翻译为各种操作。并从寄存器中取出操作数。
3：执行。该阶段算数逻辑单元执行指令表示的操作。
4：访存。该阶段将结果数据写入到内存中。
5：写回。将结果写会到寄存器文件中。
（1）取指令(IF)
CPU在取指令阶段（IF阶段）时，先向一级指令缓存要指令，要到指令后我们将程序计数器（PC）自增1（1表示移动一条指令的宽度，如果数据单位是32位，那么就自增1，如果数据单位是8位1字节，那么就自增4）。这样我们在下次取指令的时候就能取到下一条指令了。同时如果你实现了分支预测，那么在这里则需要做另外的处理。
（2）解码(ID)
注意到我们有这些指令对：add和addi，addu和addui，or和ori等，这些指令对的功能是一样的，只是取操作数的方式不一样，如果我们能用某种方式统一这些指令对，那么我们在实现这些指令的执行将会变得更简单，因为对于同一类的指令我们能做同一个操作。解码器就是做这个事情的。
CPU在解码阶段（ID阶段）时还需要根据解码器得到的操作数寄存器的编号，从相应的寄存器中取出ALU所需要的操作数，因此我们也将寄存器归到解码阶段中。
（3）执行(EX)
执行阶段（EX阶段）是我们调用ALU进行真正的计算过程。由于乘法和除法的速度比较慢，如果1个周期能完成加法的计算，那么乘法和除法就需要超过1个周期的时间，也就是说乘法器和除法器在多周期CPU里是多周期的。同时，所有的浮点运算也都是多周期的，比如浮点加是4个周期（另外在浮点运算单元中同样存在流水线，把浮点加法分成4个阶段计算）。
同时对于syscall指令，我们也要在执行阶段完成操作。
因此执行阶段CPU一共会有以下执行模块，分别是ALU、整数的乘除运算单元、浮点运算单元（内部仍存在流水线，而且加减法和乘除法可以并行执行）和其他的一些处理电路。
【ALU】
ALU在执行阶段将会按照给定的ALU的微指令，对两个操作数进行运算（无论是加减运算、位运算、比较运算以及跳转指令需要的比较运算），并得到结果输出（输出包括运算结果、是否跳转等信息）。对于内存操作的指令，我们也需要ALU计算出我们要读取的内存的真实地址（因为指令规范中给定的是某个寄存器的偏移，或者当前指令的偏移）。
（4）内存读写(MEM)
对于lb、lbu、lh、lhu、lw、sb、sbu、sh、shu、sw等内存操作的指令，这个阶段将被启用。这个阶段将会与一级的数据缓存交互。
（5）寄存器写(WB)
这个阶段（WB阶段）有结果的指令将会把数据存到对应的寄存器里。
在CPU的工作流程中，首先读取PC（程序计数器）指向的地址的指令，送入到译码模块，译码器对opcode指令进行译码，经过译码之后得到指令需要的操作数寄存器索引，可以使用此索引从通用寄存器组（Register File，Regfile）中将操作数读出。指令译码之后所需要进行的计算类型都已得知，并且已经从通用寄存器组中读取出了所需的操作数，那么接下来便进行指令执行。指令执行是指对指令进行真正运算的过程。譬如，如果指令是一条加法运算指令，则对操作数进行加法操作；如果是减法运算指令，则进行减法操作。 |
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