1. 轉(zhuǎn)移指令對流水線的影響 如下圖所示，T1周期取指add指令，T2周期取指sub指令，T3周期取指beq指令。 對于人類來說，我們能看到sub和beq之間可能存在一個循環(huán)...
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21. 控制冒險的處理 -
20. 數(shù)據(jù)冒險的解決1. 什么是數(shù)據(jù)冒險 當前指令需要使用之前指令的運算結果，但是結果還沒有寫回。 2. 數(shù)據(jù)冒險舉例 比如下圖中，第2條add指令需要使用第1條sub指令的結果，第1條sub指...
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19. 流水線的冒險流水線本質(zhì)是提高了時間并行性，這樣可能會帶來一些錯誤。 1. 什么是冒險hazard 阻止下一條指令在下一個時鐘周期開始執(zhí)行的情況。 2. 冒險的分類 2.1 結構冒險 所需...
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18. 超標量流水線1. 超標量流水線的定義 超標量結構：通常，具有兩條或兩條以上并行工作的流水線結構就稱為超標量結構。 上一篇筆記說到，優(yōu)化流水線的方向可以加深流水線，這一篇筆記介紹另一個方向...
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17. 流水線的優(yōu)化1. 廚房做菜的例子 采用流水線做菜方式，單獨一道菜需要4+分鐘，因為每個流程之間交接需要一些時間，對應處理器的流水線寄存器帶來的延遲。 做4道菜用流水線的方式一共需要7+分...
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16. 流水線的基本原理1. 舉個例子 一個大廚做菜的例子，如下圖所示， 用4個小廚師進行流水線的操作，如下圖所示， 每個小廚師負責一個環(huán)節(jié)，還有一個小廚師“吹號”，這樣4分鐘后，流水線填滿，即每個...
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15. 控制信號的集成1. 隱藏數(shù)據(jù)通路的實現(xiàn)細節(jié) 我們首先把數(shù)據(jù)通路的實現(xiàn)細節(jié)隱藏起來，只看下面這8個控制信號， 分析指令位域，我們從指令編碼中還可以得到opcode和func位域，如下圖所示，...
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14. 分支指令的控制信號我們研究beq指令，beq rs,rt,imm16 1. 條件分支指令的示例 if(i == j) f = g+h; else f = g-h; 對應的MIPS指令是， be...
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13. 訪存指令的控制信號我在這次學習中，使用的是MIPS指令集的子集，可參考之前的幾篇筆記，其中訪存指令lw和sw都是I型指令， lw rt,imm16(rs) sw rt,imm16(rs) 1....
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12. 運算指令的控制信號1. MIPS指令系統(tǒng)從不同維度的劃分 1.1 從功能維度劃分 <1> 運算指令 <2> 訪存指令 <3> 分支指令 1.2 從格式維度劃分 <1> R型指令 <2> I型指...
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11. 數(shù)據(jù)通路的建立1. 基本原則 根據(jù)指令需求，連接組件，建立數(shù)據(jù)通路 2. 指令的需求 指令的需求簡單分為以下兩類， <1> 所有指令的共同需求 <2> 不同指令的不同需求 2.1 所有指令...
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10. 處理器的設計步驟1. 處理器的設計步驟 <1> 分析指令系統(tǒng)，得出對數(shù)據(jù)通路的要求。所謂數(shù)據(jù)通路，就是指令所要操作的數(shù)據(jù)，需要通過怎樣的電路結構。 <2> 為數(shù)據(jù)通路選擇合適的組件，例如加法...
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9. 除法器的實現(xiàn)與優(yōu)化1. 32-bit除法器的工作流程圖 首先來看32-bit除法器的工作流程圖，如下圖所示， 2. 4-bit除法器的硬件實現(xiàn) 我們以4-bit除法器的硬件實現(xiàn)作為例子學習，如...
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8. 除法的運算過程1. 十進制除法的運算過程 這里選取兩個特殊的十進制數(shù)來演示除法的運算過程，如下圖所示， 2. 二進制除法的運算過程 二進制除法的運算過程與十進制的除法類似，如下圖所示， <...
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5. 乘法的運算過程1. 例子：2個十進制數(shù)相乘 1.1 選擇普通的十進制數(shù)相乘2345*9876 如下圖所示，是兩個十進制數(shù)相乘的例子，2345*9876， <1> 首先計算2345*6，根據(jù)...