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高效消除東莞流水線控製相關延遲問題

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高效消除東莞流水線控製相關延遲問題

發布日期:2016-09-26 00:00 來源:http://www.hsmby.com 點擊:

   嵌入式微處理器主要應用於家電、手機、微控製器等領域,要求功耗低,以上方法要麽無法滿足其功耗低、複雜度低的要求,要麽控製相關延遲消除率低,無法充分提高其性能。即使在通用微處理器設計中,這些方法也無法高效率地消除流水線中的控製相關延遲。

    其目的是在滿足硬件實現簡單、功耗低的前提下,高效消除流水線控製相關延遲,提高微處理器性能。技術方案是:由編譯器確定分支指令所有可能的轉移目標地址並插入預取指令;由兩個取指令部件提前讀入當前分支指令的所有後繼指令,並由選擇器根據對當前分支指令的譯碼結果選擇一個取指令部件提供的指令進行譯碼和執行。預取指令有Fetch Addr1,Addr2、Fetch Addr、Fetch Stack三條,它們對應不同的分支指令,由取指令部件執行。

    分支預測方法主要利用程序運行時的局部性原理,根據分支指令執行結果的統計信息預測下次分支轉移是否成功。分支預測的效果不僅取決於其準確性,而且與分支預測時的開銷密切相關。東莞流水線控製相關延遲取決於流水線的結構、預測的方法和預測錯誤後恢複所采取的策略。這種方法的不足之處在於,預測需要大量的硬件支持,例如預測表和預測錯誤後的恢複部件等,實現開銷大、功耗高。延遲分支方法的主要思想是在控製相關暫停周期內執行與分支指令無關的指令,從而掩蓋該暫停周期。這種方法的不足之處在於,無法填充所有的分支延遲槽,同時無法保證被調度的指令總是必須要執行的,如果不是必須的,那麽性能得不到真正提高。

相關標簽:東莞流水線

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