计算机系统结构系统结构总复习-1229new技术总结.pptVIP

(3)执行(EX)：对浮点运算来讲，这一步可能要花多个时钟周期，由于功能部件独立，不会发生冲突。 (4)写结果(WR)：记分牌知道功能部件执行完成后，检查目标寄存器，如果前面没有指令读该寄存器或已完成对该寄存器的读操作，则完成这一步骤，否则将该功能部件挂起在这一步。 有可能有多个功能部件挂起在这一步。 解决读后写相关。 动态算法之一：记分牌 MIPS计分板的数据结构 (1) 指令状态表：表示正在执行的各指令处于四步中的 哪一步。 动态算法之一：记分牌 (2)功能状态表：表示各功能部件的状态，每个功能部  件一共有九个域： Busy: 该功能部件是否在工作(被分配) Op: 该功能部件当前操作 Fi: 目的寄存器编号 Fj, Fk: 源寄存器编号 Qj, Qk: 向源寄存器写结果的功能部件 Rj, Rk: 源寄存器是否就绪并且还未被使用 Yes: 就绪并且还没有被使用过 (后面指令不可改写它) No: (1) 未就绪 (前面指令可改写它) (2)已被使用过 (后面指令可改写它) (3)结果寄存器状态表：表示每个寄存器是当前哪一  个功能部件的目的寄存器  (不是则为空)。 动态算法之一：记分牌 指令运行过程 (1)指令流出（发射/指派）(IS)： 取一条浮点指令，如果有相应的空闲保留站，并且操作数就绪(在寄存器中)，就将指令和操作数一起发射到保留站；如果没有空闲的保留站，则发生结构相关，停顿指令；如果操作数不在寄存器中，则需要跟踪将要产生该操作数的功能单元，寄存器重命名在此步进行，以消除读后写和写后写相关。 如果是访存指令，有空的缓冲则流出。否则等待。 解决了结构相关、读后写、写后写。 动态算法之二：Tomasulo算法 (2)执行(EX)： 如果操作数未就绪，监视公共数据总线等待结果(某个操作完成后会以广播方式通知所有等待该结果的保留站)，当两个操作数都就绪则开始运行。如果对某个功能单元而言，有多条指令在同一个时钟周期内就绪，保留站可以任意选择。 如果是访存指令，首先当基址寄存器可用时计算有效地址，之后地址被置于访存缓存中；其次当存储单元可用时，load立即执行，而store则要等待被保存的值。 解决了写后读相关。 动态算法之二：Tomasulo算法 (3)写结果(WB)： 结果计算完，写入公共数据总线，广播至所有等待该结果的保留站和目的寄存器(如果存在)。 Store指令被缓存在store缓存中，直到将要保存的值和保存地址都可用时为止，当存储单元可用时， store立即执行。 动态算法之二：Tomasulo算法 数据结构 (1)指令状态表： 表示正在执行的各指令处于三步 中的哪一步。 (2)寄存器状态表：表示各寄存器分别是哪一个保 留站的目的寄存器。 (3)保留站：一共有六个域 Busy: 该保留站是否空闲 Op: 对操作数S1、S2的操作 Vj,Vk: 操作数值 Qj,Qk: 将产生操作数值的保留站号，为空表 示操作数值已在Vj、Vk中或不需要。 注：对每个操作数而言，V或Q字段只有一个有效 动态算法之二：Tomasulo算法 (4)取缓冲： 一共有两个域 Busy: 该保留站是否空闲 Address: 存储器地址值 (5)存缓冲： 一共有四个域 Busy: 该保留站是否空闲 Address: 存储器地址值 Vj: 操作数值 Qj: 将产生操作数值的保留站号， 为空表示操作数值已在Vj中。 动态算法之二：Tomasulo算法 基本思想：基于该分支指令的历史记录----根据该分支指令在最近一次或几次的运行情况(分支成功或失败)，来预测该分支指令的本次运行情况(分支成功或失