第3章 流水线技术.pptVIP免费

1/206▲3.1重叠执行和先行控制3.2流水线的基本概念3.3流水线的性能指标3.4流水线的相关与冲突3.5流水线的实现3.6向量处理机第3章流水线技术2/206▲1.将一条指令的执行过程分为三个阶段3.1重叠执行和先行控制3.1.1重叠执行取指令分析执行时间t一个机器周期3/206▲3.1重叠执行和先行控制取指令按照指令计数器PC的内容访问主存，取出一条指令送到指令寄存器。指令分析对指令的操作码进行译码，按照给定的寻址方式和地址字段形成操作数的地址，并用这个地址读取操作数。指令执行按照操作码的要求，完成指令规定的功能。在指令的执行过程中还要更新PC值，为读取下一条指令做好准备。4/206▲3.1重叠执行和先行控制2.三种执行方式顺序执行方式一次重叠执行方式二次重叠执行方式5/206▲3.1重叠执行和先行控制执行n条指令所花的时间：取指令k分析k执行k取指令k+1分析k+1执行k+13.顺序执行方式指令的执行过程niiiitttT1)(执行分析取指令6/206▲3.1重叠执行和先行控制如果取指令、指令分析和指令执行的时间相等，都是t，则：T=3nt优点控制简单，节省设备。主要缺点处理机执行指令的速度慢功能部件的利用率很低7/206▲3.1重叠执行和先行控制取指令k分析k执行k取指令k+1分析k+1执行k+1取指令k+2分析k+2执行k+24.一次重叠执行方式指令的执行过程执行第k条指令与取第k+l条指令同时进行。（一种最简单的重叠方式）8/206▲3.1重叠执行和先行控制如果执行一条指令的3个阶段的时间相等，都是t，则执行n条指令所花的时间为：T=(1+2n)t优点程序的执行时间减少了近1/3。功能部件的利用率明显提高。缺点需要增加一些硬件，控制过程变复杂了。9/206▲3.1重叠执行和先行控制取指令k分析k执行k取指令k+1分析k+1执行k+1取指令k+2分析k+2执行k+25.二次重叠执行方式指令的执行过程取第k+l条指令提前到与分析第k条指令同时进行，分析第k+l条指令与执行第k条指令同时进行。10/206▲3.1重叠执行和先行控制如果执行一条指令的3个阶段的时间相等，都是t，则执行n条指令所花的时间为：T=(2+n)t优点与顺序执行方式相比，执行时间缩短了近2/3。部件的利用率有了进一步的提高。缺点需要增加更多的硬件。需要设置独立的取指令部件、指令分析部件和指令执行部件。11/206▲3.1重叠执行和先行控制访问主存的冲突问题4种解决方法设置两个独立编址的存储器指令存储器：存放指令数据存储器：存放数据指令和...