接上次，我們簡(jiǎn)單的說(shuō)了一下單周期的理解，下面我們說(shuō)一下多周期。

單周期每一條指令都是一個(gè)時(shí)鐘周期結(jié)束。但是不同類(lèi)型的指令可能進(jìn)行的步驟不同，導(dǎo)致最終CPU的頻率上不去，這是由于木桶原則，時(shí)鐘必須大于最長(zhǎng)一條指令完成的時(shí)間。

而在多周期的設(shè)計(jì)中，我們將一條指令的執(zhí)行分解成為多個(gè)部分，不同部分的每個(gè)時(shí)鐘從上一級(jí)寄存器中讀入數(shù)據(jù)，進(jìn)行計(jì)算，然后將數(shù)據(jù)送入下一級(jí)寄存器。這樣一條指令就有多個(gè)時(shí)鐘周期完成。每個(gè)時(shí)鐘周期完成指令中的一部分操作。

在多周期的設(shè)計(jì)中，基本與單周期相同，只是要將單周期數(shù)據(jù)通路中的純組合電路（注意，在單周期設(shè)計(jì)中不包含存儲(chǔ)的都是組合電路）在不同級(jí)中間加一個(gè)寄存器，使每一級(jí)計(jì)算出數(shù)據(jù)后都可以把數(shù)據(jù)寫(xiě)入到寄存器以供下個(gè)時(shí)鐘上升沿到來(lái)時(shí)下一級(jí)從中讀取輸入。

而多周期需要一個(gè)部件就是一個(gè)狀態(tài)機(jī)，用狀態(tài)機(jī)來(lái)控制當(dāng)前指令到一個(gè)指令的執(zhí)行部位（即有效數(shù)據(jù)正在從哪一級(jí)流向哪一級(jí)），然后輸出該級(jí)運(yùn)算的狀態(tài)控制信號(hào)來(lái)控制數(shù)據(jù)通路。

多周期同時(shí)要注意直接跳轉(zhuǎn)和跳轉(zhuǎn)分支的執(zhí)行，狀態(tài)機(jī)在此處注意狀態(tài)的正確轉(zhuǎn)移。（由于他們的狀態(tài)不一致）