计算机组成原理---第五章中央处理器---5.5指令流水线---应用题

人生无根蒂，飘如陌上尘

于 2022-10-27 16:08:15 发布

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分类专栏：计算机组成原理文章标签：单片机嵌入式硬件

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本文介绍了指令流水线的基本概念，详细分析了4级流水线的操作周期，并讨论了单流水线处理机的取指、译码、执行过程。在不同操作中，如MOV、ADD、MUL的时钟周期需求被阐述，强调了数据在流水线中的流动。同时，还探讨了算术右移补符号位的操作，以及如何在流水线中实现按需发射和并行处理。文章最后给出了一个包含循环代码段的程序实例，展示流水线技术在实际运算中的应用。

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1现有4级流水线，分别完成取指令，指令译码并取数，运算，回写四部操作，时间分别为100ns，100ns，80ns，50ns。

在这里插入图片描述
所谓操作周期就是一段流水线所需的时间

2指令流水线分为IF，IX，EX，WB4个过程，共有十条指令连续流入此流水线

在这里插入图片描述

3某台单流水线多操作部件处理机，包含有取指，译码，执行3个功能段，在该机上执行以下程序。取指和译码功能各需要1个时钟周期，MOV操作需要2个时钟周期，ADD操作需要3个时钟周期，MUL操作需要4个时钟周期，每个操作都在第一个时钟周期接收数据，在最后一个时钟周期把结果写入通用寄存器

在这里插入图片描述

4算术右移补符号位

按需发射，按需完成要求下一条指令的IF必须和上一条指令的ID并行

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