Архитектуры процессоров. Ульянов М.В. - 24 стр.

                                     - 24 -

равно N. В таком случае в исходном операционном блоке АЛУ на выполнение
одной операции потребуется время Т, но если используется n-звенный конвей-
ер, то на обработку N операций потребуется время (n + N) • (Т/n).
      При этом на одну операцию потребуется время ((n + N)*T)/(n*N). Если
отношение N/n достаточно велико, то это время приближается к Т/n, т. е. ско-
рость вычислений возрастает приблизительно в n раз, где n - количество блоков
или сегментов конвейера.
4.4   Конвейер команд
      В случае, если процессор содержит конвейер данных, то скорость подачи
очередной команды из УУ на конвейер должна быть согласована со скоростью
конвейера данных. Таким образом, необходима синхронизация конвейера дан-
ных и устройства управления процессором.
        Реально при N сегментном конвейере необходимо подавать данные на
первый блок конвейера данных в N раз быстрее, чем при обычной реализации
процессора. При фиксированной тактовой частоте реальным единственным ре-
шением данной проблемы является построение конвейера команд. По аналогии
с конвейером данных в устройстве управления выделяются самостоятельные
этапы подготовки команды к выполнению, они реализуются аппаратно в виде
конвейерных блоков, и через эти блоки пропускается поток команд.
      Например, в устройстве управления можно выделить следующие конвей-
ерные блоки (сегменты):
        1) выборка команды по адресу из ОП (или из КЭШ памяти);
        2) дешифрация и обработка кода операции;
        3) выборка первого операнда;
        4) выборка второго операнда.
      Таким образом, мы получаем конвейер команд, позволяющий при опре-
деленных условиях согласовать скорость конвейера данных и устройства
управления.
4.5   Многооперационные конвейеры
      При реализации идеи конвейерной обработки для различных операций
процессора возможны два следующих подхода, которые называются конвейе-
ром в ширину и конвейером в глубину.