流水線中的相關(guān)(編輯修改稿)
2025-08-15 22:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 占全部指令的 20％，所以真實流水線的實際 CPI為：( 1+ 2)=，這表示理想流水線的指令執(zhí)行速度是其執(zhí)行速度的 。 流水線中的相關(guān) 28／ 63 5．對數(shù)據(jù)相關(guān)的編譯調(diào)度方法 (1) 流水線中常常會遇到許多種類型的暫停 例如，按通常的代碼生成模式，表達式 A＝ B＋ C的代碼會導致暫停 流水線中的相關(guān) A＝ B＋ C的代碼會導致暫停 30／ 63 (3) 舉例： 例 請為下列表達式生成沒有暫停的 DLX 指令序列： a＝ b＋ c ； d＝ e－ f ； 假設(shè)載入延遲為 1個時鐘周期。 題解 (2) 編譯器可以通過重新排列代碼的順序來消 除這種暫停，這種技術(shù)稱為 流水線調(diào)度或 指令調(diào)度。 流水線中的相關(guān) 32／ 63 (1) 指令發(fā)射 (issue)：指令從譯碼段 (ID)進入 執(zhí)行段 (EX)。 相應(yīng)的指令稱為 已發(fā)射的指令 。 (2) DLX整數(shù)流水線中，可以在 ID段檢測所有的 數(shù)據(jù)相關(guān)； 若數(shù)據(jù)相關(guān)，則在指令流出前，讓其暫停。 (3) 可以在 ID段確定需要什么樣的定向，并設(shè)置 相應(yīng)的控制； 這樣能減少硬件復雜度 (因為不必掛起已 改變了機器狀態(tài)的指令）。 6. 對 DLX流水線控制的實現(xiàn) 流水線中的相關(guān) 33／ 63 (4) 也可以在需要用到操作數(shù)的那個時鐘周期檢測 相關(guān)或定向； (5) 舉例說明： ◆ 由 Load指令引起的 RAW相關(guān)的互鎖 (簡稱 Load 互鎖 )可以通過 ID段的檢測來實現(xiàn)； ◆ 到 ALU輸入的定向可以在 EX段實現(xiàn)。 Load互鎖 ◆ 流水線相關(guān)硬件可以檢測到的各種相關(guān)情況 可以看出，僅需把 Load指令的目的寄存 器地址與 Load指令后的兩條指令的源寄存器 地址進行比較。 流水線中的相關(guān) ◆ 在 ID段檢測是否需要啟動 Load互鎖需要進行 三種比較 36／ 63 ◆ 當檢測到相關(guān)后，控制部件必須在流水線中 插入暫停周期，并使 IF和 ID段中的指令停止 前進。 ? 將 ID/EX中的控制部分清 “ O”。 ? IF/ID內(nèi)容回送到其自身入口。 定向邏輯 ◆ 有更多的情況要考慮 ◆ 關(guān)鍵思路： 流水線寄存器不僅包含數(shù)據(jù)，而且 包含源寄存器和目的寄存器地址（字段） 流水線中的相關(guān) 37／ 63 ◆ 所有的定向發(fā)生在： ALU或 DM輸出 → ALU輸入， DM輸入， “ O” 檢測部件 (圖示 ) 38／ 63 39／ 63 流水線的控制相關(guān) 1. 分支指令的執(zhí)行結(jié)果 一、分支引起的暫停及減少分支開銷的方法 ◆ 轉(zhuǎn)移失?。?PC值加 4 ◆ 轉(zhuǎn)移成功： 將 PC值改變?yōu)檗D(zhuǎn)移目標地址 到 MEM段的末尾才改變
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