流水线 -Mips 指令答案

【问题标题】：Pipelining -Mips instructions流水线 -Mips 指令
【发布时间】：2013-09-08 00:01:05
【问题描述】：

我对在 mips 指令中使用流水线感到困惑。任何帮助都会很棒。提前致谢。

接下来的两个代码中的数据依赖是什么？其中哪一个可以通过使用stall（泡沫）或转发来解决。为方便起见，您可以使用形状 1。

          shape 1:

           If-Id-Ex-Mem-Wb

解释：

if=instruction fetch

id=instruction decode register fetch

ex=execute

mem=memory access

wb=write back

代码 1：

add $3,$4,$2

sub $5,$3,$1

lw  $6,200($5)

sw  $6,200($2)

lw  $6,200($3)

add $7,$4,$6

代码 2：

add $3,$4,$2

sub $5,$3,$1

lw $6,200($3)

add $7,$3,$6

（抱歉发的不好，但我还不能发图片）

谢谢。

【问题讨论】：

硬件分配？究竟是什么问题，到目前为止您是如何解决的？

标签： mips pipelining

【解决方案1】：

我们来看第一个：

add $3,$4,$2  

sub $5,$3,$1

add 的结果用于sub，因此存在数据风险。我们必须插入一定数量的 NOP 阶段来解决它。假设所有指令占用 5 个周期，我们插入 3 个 NOP 就完成了。

add $3,$4,$2  IF  ID  EX MEM  WB  

sub $5,$3,$1     NOP NOP NOP  IF  ID  EX MEM  WB

我们可以为所有后续指令执行此操作。现在指令在 EX 和 MEM 阶段产生新值。这些值在 WB 阶段之前不会写入寄存器（出于学习目的，我们假设这是真的）。由于寄存器是在 ID 阶段读取的，因此会留下一个三个周期的窗口，其中旧的不正确值正在“流动”流水线。在我们上面的例子中，转发可以帮助解决这个问题 - 将结果从 add:EX 转发到 sub:ID。

希望这会有所帮助。

【讨论】：