ARM7使用3级流水线来增加处理器指令流的速度

首先科普几个概念：
    MIPS——Million instruction Per Second 每秒多少百万条指令，比如0.9MIPS，表示每秒90万条指令。
    MIPS/MHz表示CPU在1MHz的运行速度下可以执行多少个MIPS，比如0.9MIPS/MHz表示如果CPU运行在1MHz的频率下，每秒可执行90万条指令.
    这两个概念常用作描述ARM类的CPU执行速度，比如STM32F103ZET6的参数是1.25 DMips/MHZ，CPU的最高频率为72MHz，也就是说CPU满负荷运行时，速度为 72*1.25 = 90MIPS，也就是1秒可执行9000万条执行，非常非常快。
    ARM7处理器使用了3级流水线来增加处理器指令流的速度，其细节如下图所示：

分别为：取指令、译码、执行。
    所以处理时实际上是这样的：ARM正在执行第1条指令的同时，就对第2条指令进行译码，并将第3条指令从存储区中取出，这个可以理解为CPU有2只手，大脑在执行（EXECUTE）动作时，一只手已经对下一条指令进行译码，同时另一只手已经在取第三条指令了。这样源源不断的，让大脑可以一直处于执行状态。
    ARM7三级流水线示例：

  从上图可以看到第一条指令：
add r0,r1,#5
    在执行第一条指令的时候，其实PC已经自动指向了第3条指令,或者说PC总是指向当前指令地址再加2条指令的地址。
cmp r2,#3
    处理器处于ARM状态时，每条指令为4个字节，所以PC的值为正在执行的指令地址加2*4=8个字节，即：
    PC值 = 当前程序执行位置 + 8字节

原作者：猪哥-嵌入式