Конвейерные процессоры

Принципы совместимости операций предложил академик Лебедев в 1956 году.

Время цикла Тпр=t1+t2+t3+t4+t5 (1), где t1 – выборка команды; t2 – формирование исполнительных адресов; t3 – выборка операндов; t4 – выполнение операции и запись результата; t5 – обработка прерываний.

Если все операции выполняются последовательно на одном операционном автомате, то Ткоманды=åti (1), где i=1..5 для нашего случая. Производительность Wк=1/Tk=1/åti (2). Анализируя выражения 1 и 2 : аппаратные затраты невысоки за счет высокой совместимости узлов процессора.

Лебедевым был предложен принцип совместимости когда он использовал несколько ОА. Например, в машине М20 использовалось 5 ОА.


Последовательность выполнения микроопераций:

1 1 - - - -

2 2 1 - - -

3 3 2 1 - -

4 4 3 2 1 -

5 5 4 3 2 1

Начиная с пятого такта процессор обрабатывает одновременно 5 команд. Для каждой команды время выполнения - ti . Производительность повышается примерно в 5 раз, но в общем случае ti¹tj (i¹j). Возникает проблема синхронизации.

Различают два типа конвейеров:

1) Синхронный конвейер. Тцикла=max ti (3),где i=1..5, при этом возникают различные ситуации:

А) ti+tj>Tц (4). Если данное условие не выполняется, то данные микропрограммы i и j объединяются и реализуются на одном ОА.

В) Когда tp>>ti+ti (4’), тогда tp делится на tp1 и tp2 и реализуется на разных ОА.

Выражения 4 и 4’ обеспечивают сокращение времени простоя при постоянном цикле. Главная задача выровнять ti. Производительность из-за простоев уменьшается и значительно.

2) Асинхронные конвейерные ОА.

Каждый уровень конвейера содержит триггер готовности и триггер занятости. Триггер занятости(Тз) устанавливается в 1 если он занят обработкой текущей микропрограммы и не может принять информацию предыдущего уровня. Триггер готовности (Тг) устанавливается в 1 если обработка, выполнение микропрограммы закончена и готов передать данные в ОА следующего уровня. Тогда условия передачи информации с одного уровня на другой можно показать так: Tг(i)=1;Тз(i+1)=0.

Широко применяются конвейеры с асинхронным способом передачи. Данные режим получил название «Квитирование» – запрос с подтверждением.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Каноническая структура ОА. | Процессора машин III поколения.


Дата добавления: 2017-04-20; просмотров: 6; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2017 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.017 сек.