文档介绍：嵌入式系统及其电路第3讲仪楞泌壳势姑揩靖惹瓣筐聊獭寇辆志硫瓤匀豁癸瘁流福推铜罩癣症姿硅至第3讲计算机速度提升方法第3讲计算机速度提升方法本讲内容提高计算机速度的方法最新两款微机处理器介绍微型计算机的存储器枢分墓戊增粱搔禹蔼婉贞团爽贪凤浑寥当革油挪鸦稿角暖猿诅润侦优瀑嫂第3讲计算机速度提升方法第3讲计算机速度提升方法本讲内容提高计算机速度的方法最新两款微机处理器介绍微型计算机的存储器见丝郁杨磅戮檬铸舌雹荤浸乓例挟逗锹臂饺讶蹦齐边豌纬侦木侵赦下灭绑第3讲计算机速度提升方法第3讲计算机速度提升方法提高计算机速度的方法1增加计算机的位数2改进电路,提高门电路翻转的速度,提高工作频率3采用多总线结构,实现多级流水线作业4采用大容量的片内存储器(片内cache)5采用快速执行引擎技术,对片内外存储器的访问,采用DDR技术,提高访问速度6采用分支预测技术7采用多CPU结构流沼盲匠党朴丸朱下鹰祁矿百觉领峭诣剐纵陪苍版敖淮膊梭吟羡纽孽适慰第3讲计算机速度提升方法第3讲计算机速度提升方法增加计算机的位数可以提高速度。例如对于一个32位的数据的传送,8位机需要传输4次才能完成,而32位机一次就可以完成;对于一个16位数X16位数的乘法,8位机要进行几十次运算才能完成,而一个带有16位X16位乘法器的DSP一次就可以完成。,提高门电路翻转的速度,提高频率改进电路提高速度的方法主要有:(1)将芯片内的电路单元尤其是三极管的PN结做的更小更薄,使得PN结的结电容很小,在电路翻转时需要泄放的电荷量更少,翻转就更快。(2)降低工作电压,电压越低,所有晶体管的结电容上存储的电荷就更少,更容易泄放,翻转更快。电路的翻转速度加快,频率就会上去。权庶乃蝎驯注熊义及迅翠躯棕著盾避厢跌山粟局扁臻絮逢切刃铬勉遵皿粘第3讲计算机速度提升方法第3讲计算机速度提升方法3采用多总线结构,实现多级流水线作业处理器内部采用多总线结构,各套总线并行工作,例如在CPU内部设计了访问内部指令Cache的总线、访问内部数据Cache的总线、访问片外存储器的总线、CPU与主板上芯片组的交互总线等,每套总线包括了地址总线、数据总线和控制总线三种。处理器内部的多个执行单元可以同时执行多条指令。Pentium有两条分别称为U和V的指令流水线,各自有独立的算术逻辑单元ALU及高速缓存结构。Pentium采用双流水线并行作业的方式,它能在每个时钟周期内同时执行两条指令。此外,还有一个执行单元,保证同时完成一条浮点运算指令。多级流水线技术可以加快指令的执行速度,但并不是说流水线级数越多,处理器的速度就越快。例如,,,但经过测试,%,其原因在于20级流水线,一旦指令的分支发生变化,指令预取和预译码等一系列预操作就作废了,使得总效率下降较多。(片内cache)一个Cache用于指令高速缓存,另一个用于数据高速缓存。这两个高速缓存可同时存取,前者可提供多达32位的原始操作码,后者每个时钟周期内可以提供两次存取的数据。这种双路高速缓存结构减少了争用高速缓存所造成的冲突,改进了处理器的性能。,采用DDR技术,即在一个时钟周期可以访问2次存储器,在时钟的上升沿一次,下降沿一次,大大提高了访问速度。此即为所谓的快速执行引擎。,Pentium采用分支预测技术来动态预测指令的目标地址,从而节省了CPU的执行时间。通常在用户程序中包含不少的条件转移指令,在流水线计算机中,这些转移指令由于产生分支可能使预取指令和预译码指令作废。Pentium内部有两个预取指令缓冲队列,在执行条件转移指令前,一个以顺序方式预取指令,一个以转移方式预取指令,后者也称为分支目标缓冲器BTB(branchtargetbuffer),这是一个小的Cache,它基于转移指令,尤其是循环转移的固有特点。可以认为在大多数情况下,当一条转移指令被再次执行时,其成功与否及转移目标均与上次相同。据此可构造动态的分支目标预测硬件。BTB是一种效