流水线

广州流水线介绍：


一、广州流水线的分类：
    按照不同的指标和分类标准.可以分成不同的种类。如根据使用流水线的级别差异.可以分成功能部件级、处理机级和处理机间级等多种流水线类型根据流水线能够完成的功能.可以将     流水线分成单功能流水线和多功能流水线。报据在同一时间内是否能够连接成多种方式、同时执行多种功能.可以把多功能流水线分成静态流水线和动态流水线两种;根据流水线的各个功能段之间是      否有反馈信息，可以把流水线分为线性流水线和非线性流水线两类。
    浮点加法器流水线就只能完成浮点加法运算功能。当要完成多种不同功能时，可以采用多条单功能。例如.Pentium处理机有两条五段的32位整数运算和一条八段的浮点运算
  1.多功能流水线
    多功能流水线是指流水线的各段可以进行不同的连接。在同一时间成不同时间内，通过不同的连接方式实现不同的功能。多功能流水线的典旦代表是Texas公司ASC中采用的八段魂水线。在一台ASC处     理机内有四条相同的流水线，每条沈水线通过不同的连接方式可以完成整数加减法运算、整数乘除法运算、浮点加法运算和浮点采法运算等功能。
  2.功能部件级广州流水线生产厂家
    功能部件级又称为运算操作流水线.浮点加法器旋是一种典型的功能部件级流水线。要提高部件执行算术逻辑运算操作的速度，除了在运算操作部件中采用流水线之外.还可以设I多个独立的操     作部件.并通过这些摄作部件的并行工作.来提高处理机执行算术逻辑运算的速度。通常.把指令执行部件中采用了流水线的处理机称为流水线处理机或超流水线处理机.而把指令执行部件中设有多个      操作部件的处理机称为多操作部件处理机或超标.计算机。 
  3.处理机间级流水线
    处理机间级又称宏流水线，由两个或者两个以上的处理机通过存储器串行连接自来.每个处理机对同一数据流的不同部分分别进行处理.前一个处理机的输出结果存人存储器中，作为      后一个处理机的输人，即侮个处理机完成整个任务的一部分。这一般属于异构型多处理机系统.它对提高各个处理机的效率有很大的作用。
  4.静态流水线
    静态流水线是指在同一时间段内.多功能流水线中的各个功能段只能够按照一种固定的方式连接，实砚一种固定的功能。只有当按照这种连接方式工作的所有任务都流出流水线之后，多功能流水线才     能重新进行连接.从而实现其他功能
  5.单功能涟水线
    如果一条流水线只能完成一种固定的功能，这种流水线称为单功能流水线。
  6.处理机级流水线
    处理机级流水线又称指令流水线.它是把执行指令的过程按照流水方式处理，使处理机能够重叠地执行多条指令.即把一条指令的执行过程分解为多个子过程，每个子过程在一个独立的功能部件中完      成。
   
二、广州流水线特点：
    在流水线结构中，一个任务被分解为几个有联系的子任务，每个子任务由一个专门的功能部件来实现。与传统的申行方式相比.流水线方式有以下几个方面的特点.
  1.流水线需要有装人时间和排空时间。装人时间是指第一个任务进人流水线到输出流水线的时间.排空时间是指最后一个任务进人流水线到流出的时间。在这两种情况下.流水线不满载。只有流水线完      全满载时.整个流水线的效率才能得到充分提高。  
  2.流水线实际上是把一个大的功能部件分解为多个独立的功能部件.并依靠多个功能部件并行运作来缩短程序的执行时间。
  3.广州流水线生产厂家中各功能段的廷迟时间应尽量相等.否则将引起堵塞、断流。执行时间长的一个流水段将成为整条流水线的瓶颈，使流水线中的其他功能部件不能充分发挥作用 
  4.流水线的每一功能段部件后面都要有一个缓冲寄存器.其作用是保存本流水段的结果。由于姆一个延迟时间不可能绝对相等.再加上电路的廷迟时间和时钟等都存在偏差.因此流水段     之间传送任务时.必须通过缓冲寄存器。
  5.只有连续不断地提供同一种任务才能发挥流水线高效的特点.即处理的任务必须是连续任务。在采川流水线方式工作的处理机中.特别是当级效较多时.要资在软件和硬件设计等多方     面尽公为提供连续的任务，才可能提高效用。


三、广州流水线详细：
    流水线的每一阶段完成一条指令的一部分，不同阶段并行完成流水线中不同指令的不同部分。一个阶段称。一个流水阶段与另一个流水阶段相连接形成，目前，大多效处理机的指分为3-12个流水阶段。指令从一端进人.经过处理.从另一端流出。有些复杂的指令在执行阶段也采用方式工作..是一个浮点加法器的四段流水线，它将浮点加法的执行过程分解为求阶差、对阶、尾数相加、规格化四个子过程.每一个子过程可以在各自独立的功能部件上完成.设各个功能部件的执行时间都是At.虽然执行一次浮点加法的时间仍需贾4&,然而由于四个部件同时工作.每隔一个at就能够完成一次浮点加法，输出一个运算结果.因此，采用四级流水线的浮点加法器，处理机执行浮点加法的速度能提高3倍。为了能直观地描述流水线的运作过程.最常用的一种方法是采用时空图折令执行过程的时空图。在时空图中.横坐标表示时问.也就是输人到流水线中的各个任务在流水线中所经过的时间.当流水线中各个流水段的执行时间都相等时.徽坐标被分俐成相等长度的时间段.横坐标表示空间.即流水线的每一个流水段。


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