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    廣州流水線(xiàn)介紹:
    
    一、廣州流水線(xiàn)的分類(lèi):
        按照不同的指標(biāo)和分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn).流水線(xiàn)可以分成不同的種類(lèi)。如根據(jù)使用流水線(xiàn)的級(jí)別差異.可以將流水線(xiàn)分成功能部件級(jí)、處理機(jī)級(jí)和處理機(jī)間級(jí)等多種流水線(xiàn)類(lèi)型根據(jù)流水線(xiàn)能夠完成的功能.可以將     流水線(xiàn)分成單功能流水線(xiàn)和多功能流水線(xiàn)。報(bào)據(jù)在同一時(shí)間內(nèi)是否能夠連接成多種方式、同時(shí)執(zhí)行多種功能.可以把多功能流水線(xiàn)分成靜態(tài)流水線(xiàn)和動(dòng)態(tài)流水線(xiàn)兩種;根據(jù)流水線(xiàn)的各個(gè)功能段之間是      否有反饋信息,可以把流水線(xiàn)分為線(xiàn)性流水線(xiàn)和非線(xiàn)性流水線(xiàn)兩類(lèi)。
        浮點(diǎn)加法器流水線(xiàn)就只能完成浮點(diǎn)加法運(yùn)算功能。當(dāng)要完成多種不同功能時(shí),可以采用多條單功能流水線(xiàn)。例如.Pentium處理機(jī)有兩條五段的32位整數(shù)運(yùn)算流水線(xiàn)和一條八段的浮點(diǎn)運(yùn)算流水線(xiàn)。
      1.多功能流水線(xiàn)
        多功能流水線(xiàn)是指流水線(xiàn)的各段可以進(jìn)行不同的連接。在同一時(shí)間成不同時(shí)間內(nèi),通過(guò)不同的連接方式實(shí)現(xiàn)不同的功能。多功能流水線(xiàn)的典旦代表是Texas公司ASC中采用的八段魂水線(xiàn)。在一臺(tái)ASC處     理機(jī)內(nèi)有四條相同的流水線(xiàn),每條沈水線(xiàn)通過(guò)不同的連接方式可以完成整數(shù)加減法運(yùn)算、整數(shù)乘除法運(yùn)算、浮點(diǎn)加法運(yùn)算和浮點(diǎn)采法運(yùn)算等功能。
      2.功能部件級(jí)廣州流水線(xiàn)生產(chǎn)廠家
        功能部件級(jí)流水線(xiàn)又稱(chēng)為運(yùn)算操作流水線(xiàn).浮點(diǎn)加法器旋是一種典型的功能部件級(jí)流水線(xiàn)。要提高部件執(zhí)行算術(shù)邏輯運(yùn)算操作的速度,除了在運(yùn)算操作部件中采用流水線(xiàn)之外.還可以設(shè)I多個(gè)獨(dú)立的操     作部件.并通過(guò)這些攝作部件的并行工作.來(lái)提高處理機(jī)執(zhí)行算術(shù)邏輯運(yùn)算的速度。通常.把指令執(zhí)行部件中采用了流水線(xiàn)的處理機(jī)稱(chēng)為流水線(xiàn)處理機(jī)或超流水線(xiàn)處理機(jī).而把指令執(zhí)行部件中設(shè)有多個(gè)      操作部件的處理機(jī)稱(chēng)為多操作部件處理機(jī)或超標(biāo).計(jì)算機(jī)。 
      3.處理機(jī)間級(jí)流水線(xiàn)
        處理機(jī)間級(jí)流水線(xiàn)又稱(chēng)宏流水線(xiàn),宏流水線(xiàn)由兩個(gè)或者兩個(gè)以上的處理機(jī)通過(guò)存儲(chǔ)器串行連接自來(lái).每個(gè)處理機(jī)對(duì)同一數(shù)據(jù)流的不同部分分別進(jìn)行處理.前一個(gè)處理機(jī)的輸出結(jié)果存人存儲(chǔ)器中,作為      后一個(gè)處理機(jī)的輸人,即侮個(gè)處理機(jī)完成整個(gè)任務(wù)的一部分。這一般屬于異構(gòu)型多處理機(jī)系統(tǒng).它對(duì)提高各個(gè)處理機(jī)的效率有很大的作用。
      4.靜態(tài)流水線(xiàn)
        靜態(tài)流水線(xiàn)是指在同一時(shí)間段內(nèi).多功能流水線(xiàn)中的各個(gè)功能段只能夠按照一種固定的方式連接,實(shí)硯一種固定的功能。只有當(dāng)按照這種連接方式工作的所有任務(wù)都流出流水線(xiàn)之后,多功能流水線(xiàn)才     能重新進(jìn)行連接.從而實(shí)現(xiàn)其他功能
      5.單功能漣水線(xiàn)
        如果一條流水線(xiàn)只能完成一種固定的功能,這種流水線(xiàn)稱(chēng)為單功能流水線(xiàn)。
      6.處理機(jī)級(jí)流水線(xiàn)
        處理機(jī)級(jí)流水線(xiàn)又稱(chēng)指令流水線(xiàn).它是把執(zhí)行指令的過(guò)程按照流水方式處理,使處理機(jī)能夠重疊地執(zhí)行多條指令.即把一條指令的執(zhí)行過(guò)程分解為多個(gè)子過(guò)程,每個(gè)子過(guò)程在一個(gè)獨(dú)立的功能部件中完      成。
       
    二、廣州流水線(xiàn)特點(diǎn):
        在流水線(xiàn)結(jié)構(gòu)中,一個(gè)任務(wù)被分解為幾個(gè)有聯(lián)系的子任務(wù),每個(gè)子任務(wù)由一個(gè)專(zhuān)門(mén)的功能部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。與傳統(tǒng)的申行方式相比.流水線(xiàn)方式有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn).
      1.流水線(xiàn)需要有裝人時(shí)間和排空時(shí)間。裝人時(shí)間是指第一個(gè)任務(wù)進(jìn)人流水線(xiàn)到輸出流水線(xiàn)的時(shí)間.排空時(shí)間是指最后一個(gè)任務(wù)進(jìn)人流水線(xiàn)到流出的時(shí)間。在這兩種情況下.流水線(xiàn)不滿(mǎn)載。只有流水線(xiàn)完      全滿(mǎn)載時(shí).整個(gè)流水線(xiàn)的效率才能得到充分提高。  
      2.流水線(xiàn)實(shí)際上是把一個(gè)大的功能部件分解為多個(gè)獨(dú)立的功能部件.并依靠多個(gè)功能部件并行運(yùn)作來(lái)縮短程序的執(zhí)行時(shí)間。
      3.廣州流水線(xiàn)生產(chǎn)廠家中各功能段的廷遲時(shí)間應(yīng)盡量相等.否則將引起堵塞、斷流。執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)的一個(gè)流水段將成為整條流水線(xiàn)的瓶頸,使流水線(xiàn)中的其他功能部件不能充分發(fā)揮作用 
      4.流水線(xiàn)的每一功能段部件后面都要有一個(gè)緩沖寄存器.其作用是保存本流水段的結(jié)果。由于邃水線(xiàn)中姆一個(gè)流水段的延遲時(shí)間不可能絕對(duì)相等.再加上電路的廷遲時(shí)間和時(shí)鐘等都存在偏差.因此流水段     之間傳送任務(wù)時(shí).必須通過(guò)緩沖寄存器。
      5.只有連續(xù)不斷地提供同一種任務(wù)才能發(fā)揮流水線(xiàn)高效的特點(diǎn).即流水線(xiàn)中處理的任務(wù)必須是連續(xù)任務(wù)。在采川流水線(xiàn)方式工作的處理機(jī)中.特別是當(dāng)流水線(xiàn)的級(jí)效較多時(shí).要資在軟件和硬件設(shè)計(jì)等多方     面盡公為流水線(xiàn)提供連續(xù)的任務(wù),才可能提高流水線(xiàn)的效用。
    
    三、廣州流水線(xiàn)詳細(xì):
        流水線(xiàn)的每一階段完成一條指令的一部分,不同階段并行完成流水線(xiàn)中不同指令的不同部分。流水線(xiàn)中的每一個(gè)階段稱(chēng)為一個(gè)流水階段、流水節(jié)拍、流水步或流水段等。一個(gè)流水階段與另一個(gè)流水階段相連接形成流水線(xiàn),目前,大多效處理機(jī)的指令流水線(xiàn)分為3-12個(gè)流水階段。指令從流水線(xiàn)的一端進(jìn)人.經(jīng)過(guò)流水線(xiàn)的處理.從另一端流出。有些復(fù)雜的指令在執(zhí)行階段也采用流水線(xiàn)方式工作.這種流水線(xiàn)稱(chēng)為操作流水線(xiàn)或功能部件流水線(xiàn).是一個(gè)浮點(diǎn)加法器的四段流水線(xiàn),它將浮點(diǎn)加法的執(zhí)行過(guò)程分解為求階差、對(duì)階、尾數(shù)相加、規(guī)格化四個(gè)子過(guò)程.每一個(gè)子過(guò)程可以在各自獨(dú)立的功能部件上完成.設(shè)各個(gè)功能部件的執(zhí)行時(shí)間都是At.雖然執(zhí)行一次浮點(diǎn)加法的時(shí)間仍需賈4&,然而由于四個(gè)部件同時(shí)工作.每隔一個(gè)at就能夠完成一次浮點(diǎn)加法,輸出一個(gè)運(yùn)算結(jié)果.因此,采用四級(jí)流水線(xiàn)的浮點(diǎn)加法器,處理機(jī)執(zhí)行浮點(diǎn)加法的速度能提高3倍。為了能直觀地描述流水線(xiàn)的運(yùn)作過(guò)程.最常用的一種方法是采用時(shí)空?qǐng)D折令執(zhí)行過(guò)程的時(shí)空?qǐng)D。在時(shí)空?qǐng)D中.橫坐標(biāo)表示時(shí)問(wèn).也就是輸人到流水線(xiàn)中的各個(gè)任務(wù)在流水線(xiàn)中所經(jīng)過(guò)的時(shí)間.當(dāng)流水線(xiàn)中各個(gè)流水段的執(zhí)行時(shí)間都相等時(shí).徽坐標(biāo)被分俐成相等長(zhǎng)度的時(shí)間段.橫坐標(biāo)表示空間.即流水線(xiàn)的每一個(gè)流水段。
    
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