Какова цель синхронизированных регистров в конвейерном процессоре - PullRequest
0 голосов
/ 03 октября 2018

Привет, я читаю учебник, в котором описывается пиплообразный дизайн CPU.Я не понимаю, почему нам все еще нужны синхронизированные регистры?например, как показано на рисунке ниже:

если мы можем удалить все три регистра, мы можем сохранить 60ps, потому что нам просто нужно, чтобы процессор продолжал выполнять инструкции, поэтому, когда логика гребенки завершает свою работу, именно тогдаинструкция должна начать выполняться, почему нам нужен тактовый цикл для ручного управления началом выполнения инструкций?

enter image description here

1 Ответ

0 голосов
/ 03 октября 2018

Вы можете начать понимать потребность в защелках, представив, что они удалены.

Секрет заключается в том, чтобы понять, что для получения действительных результатов каждому блоку требуется 100 пикосекунд.До этого времени выходные данные были недействительны, а не мусор, а не как вы могли подумать, предыдущий результат.Помните, что эти комбинаторные блоки не имеют памяти.

Теперь представьте, что мы помещаем новые данные на входы блока А каждые 100 пикосекунд.

Как будет выглядеть выход?Как только новые данные поступают на входы, выходы этого блока становятся недействительными.Это означает, что блок B имеет недопустимые входы и не может начать обработку данных до тех пор, пока они не будут действительными.

Теперь через 100 пикосекунд в блоке A выводятся действительные данные, и блок B может, наконец, начаться.Но нет, вход в блок A изменяется, и блок B снова имеет неверные входы.Единственный способ получить действительный результат через все три - это сохранить входные данные действительными в течение всех 300 пикосекунд, необходимых для прохождения всех трех блоков.

При использовании защелок действительные результаты из каждого блока защелкиваются и неизменить с изменением входов.Таким образом, мы можем представлять новые данные каждые 100 + 20 пикосекунд против каждых 300 пикосекунд.Или с защелками в трубопроводе схема работает в 2,5 раза быстрее.

...