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流水线技术

发布时间:2019-07-02 06:38 来源:未知 编辑:admin

  根据电路的结构我们发现:取指阶段占用的CPU硬件是指令通路和指令寄存器;译码阶段占用的是CPU硬件是指令译码器;执行阶段占用的是CPU硬件的执行单元和数据通路。三者占用的CPU硬件完全不同,这就形成列三级的流水线,如下:在对第一条指令译码的时候,可以同时对第二条指令进行取指操作;在对第一条指令进行执行的时候,可以同时对第二条进行译码,对第三条进行取指。

  流水线是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。各种部件同时处理是针对不同指令而言的,他们可同时为多条指令的不同部分进行工作,已提高各部件的利用率和指令的平均执行速度。

  流水线技术的本质是利用指令运行时间不同阶段使用不同的硬件相互不同,并发运行多条指令,从而提高了时间效率。

  ②实践公式: (k+n-1)* △t栗子1:若指令流水线把一条指令分为取指、分析和执行三部分,且三部分的时间分别是取指2ns,分析2ns,执行1ns。那么流水线条指令执行完毕需要的时间是多少?

  栗子1的流水线 的流水线; 即为最长流水段操作时间的倒数!吞吐率公式拓展:n为指令条数,k1,k2,k..为指令各段执行时间,△t为最大执行时间,吞吐率 = n/((k1+k2+k..+△t)+(n-1)*△t)  = n/(k1+k2+k..+n*△t); 当n无限大时,吞吐率就越接近最长流水段操作时间的倒数 !!!

  完成同样一批任务,不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比称为流水线的加速比。

  拓展:n为指令条数,k1,k2,k..为指令各段执行时间,△t为最大执行时间

  流水线的效率是指流水线的设备利用率,在时空图上,流水线的效率定义为n个任务占用的时空区与k个流水段总的时空区之比

  E=(△t+△t+△t+3△t)*4/15△t*4在指令执行的几个步骤中,时间差越小,流水线效率越高

  最近在看WCET(WorstCaseExecutionTime,最坏执行时间),在嵌入式系统中,线程的执行时间包括:事件的触发到响应时间、申请处理器的等待时间、数据的处理时间、申请设备的时间,以及写数...博文来自:

  流水线处理模式,相对非流水线,本质上是一种生产管理模式的改变。在硬件条件有空闲的前提下,通过划分工作步骤,让硬件处于填满状态,从而提升工作效率。在计算机处理器体系结构中,正是采用这种方式来对指令进行处...博文来自:zhuzhu81的博客

  ARM流水线介绍,总的介绍的非常详细,对刚接触ARM的同学来说,可以减少很多弯路。下载

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  一、重叠执行和先行控制一条指令的执行过程:(1)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。(2)分析指令: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...博文来自:Jinbao

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