指令流水线影响因素分类

缺乏、安全感 2022-10-07 09:49 180阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  影响指令流水线的因素
 *   *  1. 结构相关（资源冲突）
     *   *  解决办法：
     *  2. 数据相关（数据冲突）
     *   *  解决办法：
     *  3. 控制相关（控制冲突）
     *   *  解决办法：

# 影响指令流水线的因素 #

## 1. 结构相关（资源冲突） ##

由于多条指令在同一时刻争用同一资源而形成的冲突称为结构相关。  
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### 解决办法： ###

1.  后一相关指令暂停一周期
2.  资源重复配置：  
    数据存储器+指令存储器

## 2. 数据相关（数据冲突） ##

数据相关指在一个程序中，存在必须等前一条指令执行完才能执行后一条指令的情况，则这两条指令即为数据相关。

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### 解决办法： ###

1.  把遇到数据相关的指令及其后续指令都暂停一至几个时钟周期，直到数据相关问题消失后再继续执行。可分为硬件阻塞(stall)和软件插 入“NOP”两种方法。
2.  数据旁路技术。
3.  编译优化：通过编译器调 整指令顺序来解决数据相关。

## 3. 控制相关（控制冲突） ##

当流水线遇到转移指令和其他改变PC值的指令而造成断流时，会引起控制相关。

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### 解决办法： ###

1.  尽早判别转移是否发生，尽早生成转移目标地址
2.  预取转移成功和不成功两个控制流方向上的目标指令
3.  加快和提前形成条件码
4.  提高转移方向的猜准率

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