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*／14 *／14 3.4 MIPS R4000流水线计算机简介 3.4.1 MIPS R4000 整型流水线 1. 指令集：MIPS-3 指令集(64位),类似于DLX 共8个段：较深的流水线有利于提高时钟频率。 超级流水 与DLX流水线相比：把访存操作进一步分段。 取指令：IF，IS 读写数据：DF，DS，TC 2．MIPS R4000 流水线结构 第三章 流水线技术 3. 流水线中各段的功能 3.4 MIPS R4000流水线计算机简介 4．指令序列在流水线中的重叠执行过程 5. 载入延迟为两个时钟周期 3.4 MIPS R4000流水线计算机简介 6. 指令序列在流水线中的执行时空图 3.4 MIPS R4000流水线计算机简介 7. R4000流水线的定向路径比DLX流水线的多 ALU输入端的定向源有4个：EX/DF，DF/DS，DS/TC，TC/WB 8. 分支处理 ◆ 在EX段完成分支条件的计算 基本分支延迟：3个时钟周期 3.4 MIPS R4000流水线计算机简介 ◆ 采用单周期延迟分支 ◆ 预测分支：失败分支 ◆ 处理分支指令的时空图 3.4 MIPS R4000流水线计算机简介 3.4.2 MIPS R4000 浮点流水线 1. R4000浮点部件 ◆ 1个浮点除法器 ◆ 1个浮点乘法器 ◆ 1个浮点加法器 2．8个流水段 (表3.8） 3.4 MIPS R4000流水线计算机简介 流水段 功能部件 描 述 A 浮点加法器 尾数加流水段 D 浮点除法器 除法流水段 E 浮点乘法器 例外测试段 M 浮点乘法器 乘法器第一个流水段 N 浮点乘法器 乘法器第二个流水段 R 浮点加法器 舍入段 S 浮点加法器 操作数移位段 U ? 展开浮点数 表3.8 3. R4000浮点流水线是一种多功能非线性流水线 4. 双精度浮点操作指令的延迟、启动间隔以及 流水段的使用情况 （表3.9） 3.4 MIPS R4000流水线计算机简介 浮点指令 延 迟 初始化 间隔 使用的流水段 加、减 4 3 U,S+A,A+R,R+S 乘 8 4 U,E+M,M,M,M,N,N+A,R 除 36 35 U,A,R,D28,D+A,D+R,D+A,D+R,A,R 求平方根 112 111 U,E,(A+R) 108,A,R 取反 2 1 U,S 求绝对值 2 1 U,S 浮点比较 3 2 U,A,R 表3.9 *／14
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