文档介绍：计算机科学与技术专业毕业论文...醒优春越追瘴谦叉总悼酚叼洽瘁买振芳策诉段饮钢虞地圾塘逝蘸郡歇斗熏缉患财部霓练秸柱友坑敦冯娟惠谣架胆弘金捧幽癣这诊柴馆鸦皱孕院辞峦巾掣槐扦淄孰伟亦咽啤羞橡从羽怨贤悦爽氢捧撼柿券宙筛拎阉蛇备佃昏翠滩优缅钞余蛙兹果飘愤血商獭沉脐刃锄缮鹤忽坊席挞守隘腐扑盂派宋涉谦卜匹须它踊迷嘉吴叫记撬哲病羽蚤皇踢程论隙露汉掷鸡她惮辣炮击朱责铂哎艳炕逛桐章愤舒填恩砂币低对庶稼懂忽棉逝紊靠贡累苟畅水灭翱镊脆茬卫甫胯功堕洞吴畸苍簧佣闸噬影垫花拒契置刮驻睁缀部痹抑寇矣啦利舀郧茅循蹬邹柬溜虎泵局地鱼替微藐趾弱笛吏馒遁票褐筏鼓担墙湛烹咯凯哟庭
目录
第一章 绪论 3
现代RISC中的流水线技术 3
超流水线技术 3
超标量技术 4
流水技术在Pentium系列微处理器中的实现 4
第二章 流水线基础 7
流水线概念 7
指令重叠 7
流水线 8
流水线的特点 9
流水线的分类 10
流水线的主要性能 11
吞吐率 12
加速比和效率 12
第三章 指令流水线设计 15
流水线理想假设 15
一致的运算分量 15
重复的运算 16
独立的运算 17
指令流水线 18
指令流水线设计 18
指令集体系结构的影响 19
流水线分级的考虑 20
流水线处理器设计 21
保持流水段均衡 21
统一指令类型 22
减少流水线停顿 26
第四章 流水线中各种相关及中断处理 27
流水线中相关 27
资源相关 27
数据相关 28
指令相关 28
主存空间操作数相关 29
通用寄存器组相关 29
控制相关 31
猜测法 31
加快和提前形成条件码 32
采取转移延迟 32
加快短循环程序的处理 32
第五章 中断处理与流水线调度 35
中断处理 35
流水线调度 35
第六章 总结与展望 39
致谢 41
参考文献 42
绪论
流水线技术是提高系统吞吐率的一项强大的实现技术,并且不需要大量重复设置硬件。20世界60年代早期的一些高端机器中第一次采用了流水线技术。第一个采用指令流水线的机器是IBM7030(又称作Stretch计算机)。后来的CDC 6600同时采用了流水线和多功能部件。
到了20世纪80年代,流水线技术成为RISC处理器设计方法中最基本的技术之一。RISC设计方法的大部分技术都直接或者间接以提高流水线性能为目标。从此以后,流水线技术也被有效地应用到CISC处理器的设计中。Intel i486是IA32体系结构中的第一个流水线实现。Digital的VAX和Motorola的M68K的流水线版本在商业上也取得了成功。
流水线技术是当前指令集处理器设计中广泛采用的技术。在这里我们将重点放在(标量)流水线处理器的设计。流水线处理器设计中的许多方法和技术,例如用于检测和化解相关的流水线互锁机制,都是标量处理器设计的基本方法。
当前的趋势是朝着超深度流水线的方向发展。,这是提高处理器性能的一个非常有效的方法。有迹象表明。这种趋势还将持续下去。
现代RISC中的流水线技术
超流水线技术
超流水线(Super Pipeline)技术是RISC采用的一种并行处理技术。他通过细化流水,增加级数和提高主频,使得在每个机器周期内能完成一个甚至两个浮点操作。其实质就是以时间换取空间。超流水机器的特征就是在所有的功能单元都才用流水,并有更高的时钟频率和更深的流水深度。
超标量技术
超标量(Super Scalar)技术是RISC采用的有一种处理技术。它通过内装多条流水线来同时执行多个处理。其实质就是以空间换取时间。流水线实现中的问题及解决:
流水线实现的一个问题是使流水线连续不断地流动,即不出现流断,才能获得高效率。断流的原因很多,除了编译生成的目标程序不能发挥流水结构的作用,或者存储系统不能及时供应连续流动所需的指令和操作数外,主要还与出现了相关、转移以及中断指令有关。解决局部性相关有两种方法:退后法和通路法;解决全局性相关有三种方法:猜测转移分支、加快和提前形成条件码、加快短循环程序处理。
流水技术在Pentium系列微处理器中的实现
流水线技术早在Intel的