一、信号D：未标注的指令地址计算 #

首先明确MIPS架构的核心规则：所有指令都是32位（4字节）长度，且严格按4字节对齐存储——也就是说，每条指令的地址都是4的整数倍，相邻指令的地址差为4。

已知第一条指令地址是0x00040210，我们可以依次推导后续指令的地址：

• 第1条：0x00040210（addi）
• 第2条：0x00040210 + 4 = 0x00040214（addi，你已经给出）
• 第3条：0x00040214 + 4 = 0x00040218（sw，你已经给出）
• 第4条（addi）：0x00040218 + 4 = 0x0004021C
• 第5条（lw，当前执行的指令）：0x0004021C + 4 = 0x00040220

这个规则的本质是：单周期MIPS中，程序计数器（PC）在每个周期结束时都会自动加4，指向下一条要执行的指令——这也是信号D通路（PC后续通路）的核心逻辑。

二、信号E：基于lw指令的信号值推导 #

虽然你没明确标注E在数据通路中的具体位置，但结合当前执行的lw $s2,-20($t0)指令，我们可以推导单周期数据通路中几个关键位置的信号值，这些都是E可能对应的信号：

先回忆lw指令的执行流程：

1. 从PC指向的地址取指令
2. 指令译码，读取基址寄存器$t0的值
3. 将立即数-20符号扩展后，与$t0的值送入ALU做加法，计算有效地址
4. 根据有效地址从数据存储器中读取数据
5. 将读取的数据写入目标寄存器$s2

基于这个流程，关键信号的取值如下：

• 如果E是RegWrite（寄存器堆写使能）：lw需要将数据写入$s2，所以信号值为1（高电平有效）
• 如果E是MemRead（数据存储器读使能）：lw需要从数据存储器读取数据，所以信号值为1
• 如果E是MemtoReg（寄存器写入源选择）：lw选择数据存储器的输出作为寄存器的写入源，而非ALU的输出，所以信号值为1（通常0表示选ALU输出，1表示选数据存储器输出）
• 如果E是ALUSrc（ALU第二输入源选择）：lw的ALU第二输入是符号扩展后的立即数，而非寄存器堆的输出，所以信号值为1（0表示选寄存器输出，1表示选立即数）
• 如果E是ALUOp（ALU操作控制信号）：lw需要执行加法运算，所以ALUOp取值为00（对应加法操作，不同教材编码可能略有差异，但核心是指定加法）

如果E是其他位置的信号（比如PC控制信号、寄存器堆读使能等），可以结合数据通路的位置进一步分析，但以上是lw指令执行时最关键的几个信号取值。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者nihulus