浅析流水线冲突及解决方案

1、管道冲突及其解决方案的分析，目录，1，管道的概念，2，管道的分类，3，经典的5段管道，4，指令相关性，5，管道冲突及其解决方案，1，管道的概念，管道：一个重复的过程分为几个子过程，每个子过程由特殊的功能组件实现。在时间上错开多个处理过程，并依次通过每个功能段，以便每个子过程可以与其他子过程并行执行。(1)根据装配线完成的功能，(1)根据单功能装配线，(2)根据装配线中是否有反馈回路，(1)根据是否有线性装配线，(2)根据非线性装配线的分类，(3)根据任务的流入和流出顺序是否相同，(1)根据装配线的顺序，(2)根据装配线的顺序， (4)根据装配线级别，(1)根据组件级别装配线，(2)根据处理器级

2、别装配线，(3)根据inter- 3。 经典的5级流水线，输入、寄存器、数据管理、寄存器、算术逻辑单元、逻辑单元、输入、输出、MEM、逻辑单元、流水线寄存器，(1)指令提取周期(IF):从存储器中提取指令，并根据计算机指示的地址将它们放入指令寄存器1R，而计算机值加4则指向顺序中的下一条指令。(2)指令解码/读取寄存器周期(ID):解码指令，并使用寄存器编号访问通用寄存器组。(3)执行/有效地址计算周期(EX): AUL对前一周期准备的操作数执行运算或处理。(4)内存访问/分支完成周期(MEM)加载和存储指令加载指令：从内存中读取对应的数据，有效地址在前一个周期计算。存储指令：将指定的数据写入

3、该有效地址指示的存储位置。(2)如果分支指令确定分支在前一个循环中是成功的，则分支指令将传送目标地址发送到个人计算机。(5)回写周期(WB):在此期间，ALU操作指令和加载指令将结果数据写入通用寄存器。(4)指令相关性：两条指令之间有一定的相关性。三种类型：数据关联、名称关联和控制关联(1)数据关联中有两个指令I(前)和j(后)。如果指令j使用由指令I生成的结果，或者指令j与k数据相关，并且k与指令I数据相关，则j被称为与I数据相关。(2)名称关联名称：指指令访问的寄存器或存储单元的名称。名称关联：两条指令使用相同的名称，但是没有数据流，那么它们被称为名称关联。4、指令相关性、(3)控制相关性

4、控制相关性是指由分支指令引起的相关性。它需要根据分支指令的执行结果来确定后续指令是否被执行。一般来说，为了确保程序的正确执行顺序，程序必须严格按照控制关联所确定的顺序执行。5.管道冲突及其解决。流水线冲突意味着对于特定的流水线，由于相关性的存在，指令流中的下一条指令不能在特定的时钟周期内执行。管道冲突有三种类型：结构冲突、数据冲突和控制冲突。(1)结构冲突定义：当硬件资源不能满足指令重叠执行的要求时发生的冲突。解决方案：答：当前一条指令访问内存时，流水线可以被暂停一个时钟，推迟获取下一条指令的操作。暂停期被称为“管道泡沫”b .在流水线处理器中设置相互独立的指令。内存和数据内存，5。流水线冲突和解决，指令停顿表，5。流水线冲突和解决，(2)数据冲突定义：当指令在重叠的流水线中执行时，由于需要使用以前的执行结果而产生的冲突。分类：读写冲突、读写冲突、读写冲突。解决方案：通过定向技术减少数据冲突造成的暂停。(2)设置管道联锁机构。5.管道冲突和解决方案；3.依靠编译器解决数据冲突；5.管道冲突和解决方案；和3。控制冲突定义：管道遇到冲突ca也就是说，一旦