實現Blocking send/receive handshaking protocol

多核心訊號傳送必須根據Blocking send/receive handshaking protocol 來溝通。下圖為Blocking send/receive handshaking protocol的表示法。

當P1處理器執行到send指令時,會傳送send訊息給P2，等待P2回傳準備接收資料的訊息，P1接收到P2訊息後，會將資料傳送給P2。

下圖為傳送與接收指令的流程圖，當執行到send指令時，會送出Request to send 的訊息，並判斷Ready to receive是否為1，當Ready to receive=0，處理器會執行nop(空轉)的指令，並且持續送出Request to send的訊息；當Ready to receive=1，表示可以開始傳送資料，傳送結束後繼續執行下一個指令。

當執行到receive 指令時，會送出Ready to receive 的訊息，並判斷Request to send 是否為1，當Request to send=0，處理器會執行nop(空轉)的指令，並且持續送出Ready to receive的訊息；當Request to send=1，表示可以開始傳送資料，傳送結束後繼續執行下一個指令。

因為MIPS指令內沒有send 與receive 指令，我們必須自訂指令，下面為自訂指令的相關資訊：

receive $5
receive動作為送出receive=1，當send=1時，會將接收到的訊號放置在regs[rd]內。

send $5
send 動作為送出send=1，當receive=1時，會將regs[rd]放置在senddata內，並傳送出去。

下面為P1 send指令的程式

下面為P2 receive指令

測試單核心與雙核心執行效能
測試的流程圖如下：

首先，撰寫MIPS組合語言程式，配合PCSpim軟體,測試所撰寫的MIPS組合語言程式是否正確，正確無誤後，將PCSpim.log檔內的相關資料(rom與sram)，透過使用C語言所撰寫的程式擷取並將機器碼轉換成二進制。接著將機器碼放置在似MIPS架構的記憶體內，使用SynaptiCAD模擬測試訊號是否正確。最後比較單核心與雙核心的效能。

下圖為單核心的方塊圖：

下圖為雙核心的方塊圖：

下圖為所要測試的訊號處理：

所做的訊號處理為e =a + b ;f = c + d ; g = e + f ，對單核心處理器來說只要直接一個一個往下執行即可；若以雙核心來執行，因為e =a + b ;f = c + d ;這兩個訊號處理並沒有相關性，故可以將這兩個訊號處理分別放在兩個核心內同時執行，　　g = e + f　則必須透過兩顆核心互相溝通才可以正確執行。

下圖為使用MIPS組合語言所撰寫的程式，使用單核心執行，與C語言程式的訊號處理相同。

指令1到4為執行e = a + b 的訊號處理，指令5到8為執行f = c + d 的訊號處理，指令9跟10為執行g = e + f 的訊號處理，最後再跳回主程式。

下圖為使用PCSpim所執行出來的結果：

下圖為使用SynaptiCAD所執行出來的結果與波型圖：

下圖為使用MIPS組合語言所撰寫的程式，使用雙核心執行。

下圖為使用SynaptiCAD所執行出來的結果與波型圖：

從波形圖可以看出，當send1=1時，就是P1執行到send指令，送出訊息要傳送資料，當receive2=1時，就是P2執行到receive指令，並偵側到send1=1，固傳送receive2=1的訊號，告知P1可以傳送資料，傳送資料與接收資料完成後，會將send1 與 receive2 設為0 。

單核心處理器執行所有指令必須用到11個指令，執行時間為3.05us；雙核心處理器P1執行5個指令，P2執行8個指令，故需要8個指令才可以完成所有訊號處理，執行時間為2.35us，Speedup = 3.050000 / 2.350000 =1.2978。