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88110 CPU的超标量指令流水线指令配对情况 返回 FD1 FD2 EX1 发射 WB1 FD3 EX2 EX3 WB2 WB3 FD4 FD5 EX4 EX5 WB4 WB5 发射 I1 I2 I3 I4 I5 发射 前送 前送 例5：超标度为2的超标量流水线结构模型如图。它分为4个段：取指(F)段、译码(D)段、执行(E)段、写回(W)段。F、D、W只需1个时钟周期完成。E段有多个功能部件，其中取数/存数部件完成数据cache访问，只需1个时钟周期；加法器完成需2个时钟周期，乘法器需3个时钟周期，它们都已流水化。F段和D段要求成对的输入。E段有内部数据定向传送，结果生成即可使用。 下面的6条指令中，I1和I2有RAW相关；I3和I4有WAR相关；I5和I6有WAW相关和RAW相关。请画出(1)按序发射按序完成各段推进情况图；(2)按序发射按序完成的流水线时空图。 I1：LAD R1 , A ；取数M(A)→R1，M(A)是存储器单元 I2：ADD R2 , R1 ；(R2)+(R1)→R2 I3：ADD R3 , R4 ；(R3)+(R4)→R3 I4：MUL R4 , R5 ；(R4)?(R5)→R4 I5：LAD R6 , B ；取数M(B)→R6，M(B)是存储器单元 I6：MUL R6 , R7 ；(R6)?(R7)→R6 超标量流水模型结构 D1 F1 W1 取/存部件 加1 加2 乘2 乘1 乘3 取指段 译码段 执行段 写回段 发射 D2 F2 W2 题目 I1：LAD R1 , A I2：ADD R2 , R1 I3：ADD R3 , R4 I4：MUL R4 , R5 I5：LAD R6 , B I6：MUL R6 , R7 执行段 I1 I2 I2 I3 I4 I5 I3 I4 I5 I4 I6 I5 I6 I6 存/取 加法器 乘法器 译码段 I1 I2 I2 I3 I4 I5 I6 写回段 I1 I2 I3 I4 I5 I6 各段推进情况——6条指令的执行共需10个时钟周期 2 3 4 5 6 7 8 9 10 时钟 说明：由于I1和I2有RAW相关，I2要推迟一个时钟周期发射；I5和I6的情况类似；I3和I4有WAR相关，但按序发射不会导致错误；I5和I6还有WAW相关，只要I6的完成放在I5之后即可 流水模型结构 流水线时空图 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I1 F D E W I2 F D E E W I3 F D E E W I4 F D E E E W I5 F D E W I6 F D E E E W 流水线时空图 时钟 各段推进情况 转本章要点 5.9* 多媒体CPU 5.9.1 多媒体技术的主要问题 　 　 　　　 图像与声音的压缩技术 适应多媒体技术的软件技术 计算机系统结构方面的技术 多媒体技术--是指计算机把各种不同的电子媒质集成起来，统一进行存储、处理和传输。这些电子媒质包括计算机屏幕显示、视频光盘、CD-ROM以及语言和声音的综合，同时在这些部件之间建立逻辑连接，从而使整个系统具有交互性。 媒体--传递信息的媒介，包括： 存储信息的实体，如磁盘、光盘等 传递信息的载体，如数值、文字、声音、图形与动静图像等 多媒体技术解决的主要问题 目录 对图像与声音进行操作、存储与传送需要将每幅图像从模拟量转换成数字量，然后进行图像处理，与图形文字等复合，再存储在机器内。 进行管理、操作、存储的图像并不只是数量很少的静止图像，而是符合视频标准的每秒30帧的彩色图像。如果由多媒体计算机存储器能演放1秒钟的音像制品，则信息量就高达22.5兆字节 光盘的存储空间有限，CD-ROM容量只有650兆字节。光盘的速度也有限，1倍速的CD-ROM的数据传输率也只有150KB/s，图像数据如不压缩，则实现多媒体通信就不可能。　　 图像压缩是将图像用像素存储的方式，经过图像变换、量化、高效编码等处理，转换成特殊形式的编码。这样一来，计算机所需存储与实时传送的数据量就可大大降低。 1.图像与声音的压缩技术 　　为适应多媒体技术发展，一是需要开发具有多媒体功能的OS(操作系统)，二是开展以编辑工具为中心的软件技术研究。对第一个课题，Microsoft开发的视窗95至视窗2000系列多媒体OS版获得了很大成功。对第二个课题，编辑工具必须将图形、文档、声音、图像、视像等多种媒质联系在一起，为实际应用提供方便。 2.适应多媒体技术的软件技术 　　为了在算机系统中增加多媒体数据的获取功能、压缩解压功能、实时处理功能、多媒体数据的I/O与通信功能，在计算机系统结构领域需要做三方面的改进： 第一，选择专用芯片和专用插卡来扩充功能，如声卡、视频卡、网卡、内接