廣州流水線介紹：

一、廣州流水線的分類：

    按照不同的指標和分類標準.流水線可以分成不同的種類。如根據(jù)使用流水線的級別差異.可以將流水線分成功能部件級、處理機級和處理機間級等多種流水線類型根據(jù)流水線能夠完成的功能.可以將     流水線分成單功能流水線和多功能流水線。報據(jù)在同一時間內(nèi)是否能夠連接成多種方式、同時執(zhí)行多種功能.可以把多功能流水線分成靜態(tài)流水線和動態(tài)流水線兩種;根據(jù)流水線的各個功能段之間是      否有反饋信息，可以把流水線分為線性流水線和非線性流水線兩類。

    浮點加法器流水線就只能完成浮點加法運算功能。當要完成多種不同功能時，可以采用多條單功能流水線。例如.Pentium處理機有兩條五段的32位整數(shù)運算流水線和一條八段的浮點運算流水線。

  1.多功能流水線

    多功能流水線是指流水線的各段可以進行不同的連接。在同一時間成不同時間內(nèi)，通過不同的連接方式實現(xiàn)不同的功能。多功能流水線的典旦代表是Texas公司ASC中采用的八段魂水線。在一臺ASC處     理機內(nèi)有四條相同的流水線，每條沈水線通過不同的連接方式可以完成整數(shù)加減法運算、整數(shù)乘除法運算、浮點加法運算和浮點采法運算等功能。

  2.功能部件級廣州流水線生產(chǎn)廠家

    功能部件級流水線又稱為運算操作流水線.浮點加法器旋是一種典型的功能部件級流水線。要提高部件執(zhí)行算術(shù)邏輯運算操作的速度，除了在運算操作部件中采用流水線之外.還可以設(shè)I多個獨立的操     作部件.并通過這些攝作部件的并行工作.來提高處理機執(zhí)行算術(shù)邏輯運算的速度。通常.把指令執(zhí)行部件中采用了流水線的處理機稱為流水線處理機或超流水線處理機.而把指令執(zhí)行部件中設(shè)有多個      操作部件的處理機稱為多操作部件處理機或超標.計算機。 

  3.處理機間級流水線

    處理機間級流水線又稱宏流水線，宏流水線由兩個或者兩個以上的處理機通過存儲器串行連接自來.每個處理機對同一數(shù)據(jù)流的不同部分分別進行處理.前一個處理機的輸出結(jié)果存人存儲器中，作為      后一個處理機的輸人，即侮個處理機完成整個任務(wù)的一部分。這一般屬于異構(gòu)型多處理機系統(tǒng).它對提高各個處理機的效率有很大的作用。

  4.靜態(tài)流水線

    靜態(tài)流水線是指在同一時間段內(nèi).多功能流水線中的各個功能段只能夠按照一種固定的方式連接，實硯一種固定的功能。只有當按照這種連接方式工作的所有任務(wù)都流出流水線之后，多功能流水線才     能重新進行連接.從而實現(xiàn)其他功能

  5.單功能漣水線

    如果一條流水線只能完成一種固定的功能，這種流水線稱為單功能流水線。

   6.處理機級流水線

   處理機級流水線又稱指令流水線.它是把執(zhí)行指令的過程按照流水方式處理，使處理機能夠重疊地執(zhí)行多條指令.即把一條指令的執(zhí)行過程分解為多個子過程，每個子過程在一個獨立的功能部件中完      成。

二、廣州流水線特點：

    在流水線結(jié)構(gòu)中，一個任務(wù)被分解為幾個有聯(lián)系的子任務(wù)，每個子任務(wù)由一個專門的功能部件來實現(xiàn)。與傳統(tǒng)的申行方式相比.流水線方式有以下幾個方面的特點.

  1.流水線需要有裝人時間和排空時間。裝人時間是指個任務(wù)進人流水線到輸出流水線的時間.排空時間是指一個任務(wù)進人流水線到流出的時間。在這兩種情況下.流水線不滿載。只有流水線完      全滿載時.整個流水線的效率才能得到充分提高。  

  2.流水線實際上是把一個大的功能部件分解為多個獨立的功能部件.并依靠多個功能部件并行運作來縮短程序的執(zhí)行時間。

  3.廣州流水線生產(chǎn)廠家中各功能段的廷遲時間應(yīng)盡量相等.否則將引起堵塞、斷流。執(zhí)行時間長的一個流水段將成為整條流水線的瓶頸，使流水線中的其他功能部件不能充分發(fā)揮作用 

  4.流水線的每一功能段部件后面都要有一個緩沖寄存器.其作用是保存本流水段的結(jié)果。由于邃水線中姆一個流水段的延遲時間不可能相等.再加上電路的廷遲時間和時鐘等都存在偏差.因此流水段     之間傳送任務(wù)時.必須通過緩沖寄存器。

  5.只有連續(xù)不斷地提供同一種任務(wù)才能發(fā)揮流水線高效的特點.即流水線中處理的任務(wù)必須是連續(xù)任務(wù)。在采川流水線方式工作的處理機中.特別是當流水線的級效較多時.要資在軟件和硬件設(shè)計等多方     面盡公為流水線提供連續(xù)的任務(wù)，才可能提高流水線的效用。

三、廣州流水線詳細：

    流水線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中不同指令的不同部分。流水線中的每一個階段稱為一個流水階段、流水節(jié)拍、流水步或流水段等。一個流水階段與另一個流水階段相連接形成流水線，目前，大多效處理機的指令流水線分為3-12個流水階段。指令從流水線的一端進人.經(jīng)過流水線的處理.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方式工作.這種流水線稱為操作流水線或功能部件流水線.是一個浮點加法器的四段流水線，它將浮點加法的執(zhí)行過程分解為求階差、對階、尾數(shù)相加、規(guī)格化四個子過程.每一個子過程可以在各自獨立的功能部件上完成.設(shè)各個功能部件的執(zhí)行時間都是At.雖然執(zhí)行一次浮點加法的時間仍需賈4&,然而由于四個部件同時工作.每隔一個at就能夠完成一次浮點加法，輸出一個運算結(jié)果.因此，采用四級流水線的浮點加法器，處理機執(zhí)行浮點加法的速度能提高3倍。為了能直觀地描述流水線的運作過程.最常用的一種方法是采用時空圖折令執(zhí)行過程的時空圖。在時空圖中.橫坐標表示時問.也就是輸人到流水線中的各個任務(wù)在流水線中所經(jīng)過的時間.當流水線中各個流水段的執(zhí)行時間都相等時.徽坐標被分俐成相等長度的時間段.橫坐標表示空間.即流水線的每一個流水段。

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