戴球森集团飞书用户9772
简单流水线冒险的处理-王京-2023.9.28
输入“/”快速插入内容
简单流水线冒险的处理-王京-2023.9.28
简单流水线冒险的处理-王京-2023.9.28
此次讲义主要处理的单周期顺序的情况
1.
流水线冒险的几种类型
结构冒险
•
结构冒险
◦
结构冒险的现象和对策
▪
结构冒险的现象
•
同一个部件同时被不同指令所使用
▪
结构冒险的对策
•
一个部件每条指令只能使用1次，且只能在特定周期使用
•
设置多个部件，以避免冲突。如指令存储器IM 和数据存储器DM分开、寄存器堆的写口和读口独立设置
数据冒险
•
数据冒险
◦
数据冒险的现象和对策
▪
数据冒险的现象
•
基本流水线仅考虑RAW冒险 (详情见2.1.1): 后面指令用到前面指令结果时，前面指令结果还没产生
▪
数据冒险的种类 :
▪
数据冒险的解决方法
•
方法1：硬件阻塞（stall） 即“气泡Bubble”
•
方法2：软件（即编译器） 插入“NOP”指令
•
方法3：编译优化：调整指令顺序，能解决所有数据冒险吗？
•
方法4：合理实现寄存器堆的读 ：合理实现寄存器堆的读/写操作，能解决所有数据冒险吗 ，能解决所有数据冒险吗？ • 前半时钟周期写，后半时钟周期读 ，后半时钟周期读，若同一个时钟内前面指令写入的数据正 ，若同一个时钟内前面指令写入的数据正 好是后面指令所读数据，则不会发生数据冒险 ，则不会发生数据冒险 °
•
方法5：转发（Forwarding或Bypassing 旁路）技术，能解决所有数据冒险吗 ？
◦
若相关数据是ALU结果，则如何？
▪
可通过转发解决
◦
若相关数据是上条指令DM读出内容，则如何？
▪
Lw指令与随后第一条运算类的数据相关问题 不能通过转发解决，随后指令需被阻塞一个时钟 ，随后指令需被阻塞一个时钟 或 加NOP指令
▪
但Lw指令与随后第二条及以后的都能用转发技术解决