經過上兩篇文章的閱讀，大家應該清楚自己的CPU大致是如何處理數(shù)據的，而又是如何執(zhí)行指令的。我們現(xiàn)在來在簡略的說一下流水線CPU的設計。（源碼在CSDN下載頁，請自?。?/span>

流水線CPU的基本數(shù)據通路和單周期沒有什么太大區(qū)別，而且也是每個時鐘周期都有一條指令執(zhí)行結束。但是他又和多周期CPU一樣一條指令需要多個時鐘周期完成。而同時使這兩條條件同時滿足的就是流水線技術了。先上一張圖

由于在多周期CPU中，比如我們正在第三級執(zhí)行第五條指令的執(zhí)行操作，對于整個數(shù)據通路來講，其它幾級都是空閑狀態(tài)，那我們?yōu)榱颂岣逤PU的工作效率，就讓他提前后邊指令的其他幾級操作。這樣一來，我們的CPU就像工廠內的流水線一樣，每一級都在工作，大大提升了他的工作效率。

在設計中，流水線CPU甚至會比多周期CPU更好實現(xiàn)。由于數(shù)據是一級一級向下流，我們都無需進行狀態(tài)機的狀態(tài)轉移來控制，只需要讓數(shù)據與他的控制信號同步流向器件。每一個時鐘周期數(shù)據都是從上一級流向下一級。而對應的寄存器就是在每個時鐘上升沿都讀出舊數(shù)據，寫入新數(shù)據。

但是在流水線CPU中，分支跳轉語句變成了一個難點，當指令發(fā)現(xiàn)是分支跳轉指令時，輸出branch信號，后等待ALU輸出比較值是否相等。如果相等，進行跳轉。但是跳轉時，我們的流水線已將后三條指令讀入并操作了一部分了。這時我們便需要清空存儲器?；蛘呶覀円部梢援敊z測到branch信號時CPU停止讀入指令，直到判斷結果輸出時在進行跳轉。、

流水線CPU是非常好用的CPU，在我們后續(xù)的程序編寫的時候基本上都會使用流水線CPU，偶爾也會用多周期CPU。