流水線中的相關(編輯修改稿)
2025-08-15 22:04 本頁面
【文章內容簡介】 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 28／ 63 5．對數據相關的編譯調度方法 (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 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，這種技術稱為 流水線調度或 指令調度。 流水線中的相關 32／ 63 (1) 指令發(fā)射 (issue)：指令從譯碼段 (ID)進入 執(zhí)行段 (EX)。 相應的指令稱為 已發(fā)射的指令 。 (2) DLX整數流水線中，可以在 ID段檢測所有的 數據相關； 若數據相關，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，并設置 相應的控制； 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 流水線中的相關 33／ 63 (4) 也可以在需要用到操作數的那個時鐘周期檢測 相關或定向； (5) 舉例說明： ◆ 由 Load指令引起的 RAW相關的互鎖 (簡稱 Load 互鎖 )可以通過 ID段的檢測來實現； ◆ 到 ALU輸入的定向可以在 EX段實現。 Load互鎖 ◆ 流水線相關硬件可以檢測到的各種相關情況 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 ◆ 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內容回送到其自身入口。 定向邏輯 ◆ 有更多的情況要考慮 ◆ 關鍵思路： 流水線寄存器不僅包含數據，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 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 1. 分支指令的執(zhí)行結果 一、分支引起的暫停及減少分支開銷的方法 ◆ 轉移失?。?PC值加 4 ◆ 轉移成功： 將 PC值改變?yōu)檗D移目標地址 到 MEM段的末尾才改變
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