arm流水線-資料下載頁
2025-08-05 01:42本頁面
【正文】 。 要實(shí)現(xiàn)把內(nèi)存地址0x1000和Ox2000處的數(shù)據(jù)分別拷貝到0x8000和0x9000處。 Oxl000處的內(nèi)容：1，2，3，4，5，6，7，8，9，10 Ox2000處的內(nèi)容：H，e，l，l，o，W，o，r，l，d 實(shí)現(xiàn)第一個拷貝過程的程序代碼及指令的執(zhí)行時空圖如圖7所示。 全部拷貝過程由兩個結(jié)構(gòu)相同的循環(huán)各自獨(dú)立完成，分別實(shí)現(xiàn)兩塊數(shù)據(jù)的拷貝，并且兩個拷貝過程極為類似，分析其中一個即可。 T1～T3是3個單獨(dú)的時鐘周期；T4～T11是一個循環(huán)，在時空圖中描述了第一次循環(huán)的執(zhí)行情況。在T12的時候?qū)慙R的同時，開始對循環(huán)的第一條語句 進(jìn)行取指，所以總的流水線周期數(shù)為3+1010+29=121。整個拷貝過程需要1212+2=244個時鐘周期完成。 考慮到通過減少流水線的沖突可以提高流水線的執(zhí)行效率，而流水線的沖突主要來自寄存器沖突和分支指令，因此對代碼作如下兩方面調(diào)整： ①將兩個循環(huán)合并成一個循環(huán)能夠充分減少循環(huán)跳轉(zhuǎn)的次數(shù)，減少跳轉(zhuǎn)帶來的流水線停滯； ②調(diào)整代碼的順序，將帶有與臨近指令不相關(guān)的寄存器插到帶有相關(guān)寄存器的指令之間，能夠充分地避免寄存器沖突導(dǎo)致的流水線阻塞。 對代碼調(diào)整和流水線的時空圖如圖8所示。 調(diào)整之后，T1～T5是5個單獨(dú)的時鐘周期，T6～T13是一個循環(huán)，同樣在T14的時候BNE指令在寫LR的同時，循環(huán)的第一條指令開始取指，所以總的指令周期數(shù)為5+1010+29+2=125。 通過兩段代碼的比較可看出：調(diào)整之前整個拷貝過程總共使用了244個時鐘周期，調(diào)整了循環(huán)內(nèi)指令的順序后，總共使用了125個時鐘周期就完成了同樣的工作，時鐘周期減少了119個，縮短了119／244=48．8％，效率提升十分明顯。 代碼優(yōu)化前后執(zhí)行周期數(shù)對比的情況如表1所列。 因此流水線的優(yōu)化問題主要應(yīng)從兩方面考慮： ①通過合并循環(huán)等方式減少分支指令的個數(shù)，從而減少流水線的浪費(fèi)； ②通過交換指令的順序，避免寄存器沖突造成的流水線停滯。4 結(jié) 論 流水線技術(shù)提高了處理器的并行性，與串行CPU相比大大提高了處理器性能。通過調(diào)節(jié)指令序列的方法又能夠 有效地避免流水線沖突的發(fā)生，從而提高了流水線的執(zhí)行效率。因此如何采用智能算法進(jìn)行指令序列的自動調(diào)節(jié)以提高流水線的效率和進(jìn)一步提高處理器的并行性將 是以后研究的主要方向。
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