計(jì)算機(jī)組成原理第八章-全文預(yù)覽
【正文】 IF ID EX WR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 t 2. 超流水技術(shù) ? 在 一個(gè)時(shí)鐘周期 內(nèi) 再分段 （ 3 段） ? 不能調(diào)整 指令的 執(zhí)行順序 在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi) 一個(gè)功能部件使用多次 （ 3 次） 靠編譯程序解決優(yōu)化問(wèn)題 流水線速度是原來(lái)速度的 3 倍 IF ID EX WR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 t 3. 超長(zhǎng)指令字 ? 采用 多個(gè)處理部件 具有 多個(gè)操作碼字段 的 超長(zhǎng)指令字 （可達(dá)幾百位） ? 由編譯程序 挖掘 出指令間 潛在 的 并行性 ， 將 多條 能 并行操作 的指令組合成 一條 IF ID EX WR 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 t 五、流水線結(jié)構(gòu) 1. 指令流水線結(jié)構(gòu) 完成一條指令分 7 段 ， 每段需一個(gè)時(shí)鐘周期 若 流水線不出現(xiàn)斷流 1 個(gè)時(shí)鐘周期出 1 結(jié)果 不采用流水技術(shù) 7 個(gè)時(shí)鐘周期出 1 結(jié)果 理想情況下， 7 級(jí)流水 的速度是不采用流水技術(shù)的 7 倍 地址形成部件 指令譯碼部件 取操作數(shù)部件 取指令部件 操作執(zhí)行部件 回寫結(jié)果部件 修改指令指針部件 鎖存 鎖存 鎖存 鎖存 鎖存 鎖存 2. 運(yùn)算流水線 完成 浮點(diǎn)加減 運(yùn)算 可分 對(duì)階 、 尾數(shù)求和 、 規(guī)格化 三段 分段原則 每段 操作時(shí)間 盡量 一致 鎖存器 對(duì)階功能部件 第一段 尾數(shù)加部件 鎖存器 第二段 規(guī)格化部件 鎖存器 第三段 中斷系統(tǒng) 一、概述 1. 引起中斷的各種因素 (1) 人為設(shè)置的中斷 (2) 程序性事故 如 轉(zhuǎn)管指令 溢出、操作碼不能識(shí)別、除法非法 (5) 外部事件 (4) I/O 設(shè)備 (3) 硬件故障 用 鍵盤中斷 現(xiàn)行程序 轉(zhuǎn)管指令 …… … 管理程序 2. 中斷系統(tǒng)需解決的問(wèn)題 (1) 各中斷源 如何 向 CPU 提出請(qǐng)求 ？ (2) 各中斷源 同時(shí) 提出 請(qǐng)求 怎么辦 ？ (5) 如何 尋找入口地址 ？ (4) 如何 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) ？ (3) CPU 什么 條件 、什么 時(shí)間 、 以什么 方式 響應(yīng)中斷 ？ (6) 如何 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) ，如何 返回 ？ (7) 處理中斷的過(guò)程中又 出現(xiàn)新的中斷 怎么辦 ？ 硬件 ＋ 軟件 二、中斷請(qǐng)求標(biāo)記和中斷判優(yōu)邏輯 1. 中斷請(qǐng)求標(biāo)記 INTR 一個(gè)請(qǐng)求源 一個(gè) INTR 中斷請(qǐng)求標(biāo)記觸發(fā)器 多個(gè) INTR 組成 中斷請(qǐng)求標(biāo)記寄存器 INTR 分散 在各個(gè)中斷源的 接口電路中 INTR 集中 在 CPU 的中斷系統(tǒng) 內(nèi) 1 2 3 4 5 n 掉電 過(guò)熱 階上溢 內(nèi)存讀寫校驗(yàn)錯(cuò) 非法除法 鍵盤 打印機(jī) 2. 中斷判優(yōu)邏輯 ① 分散 在各個(gè)中斷源的 接口電路中 鏈?zhǔn)脚抨?duì)器 ② 集中 在 CPU 內(nèi) (1) 硬件實(shí)現(xiàn)（排隊(duì)器） 1 1 1 amp。 ≥1 排隊(duì)器 … … 斷點(diǎn)存于 特定地址 （ 0 號(hào)地址） 內(nèi) 斷點(diǎn) 進(jìn)棧 INT 中斷標(biāo)記 EINT 允許中斷 R – S 觸發(fā)器 向量地址 PC （硬件向量
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