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關于cpu 流水線 |
| 作者：telnet 欄目：MCU技術(shù) |
ST Arm9 是否具有bypass功能？ 比如下指令在擁有此功能的時候不會出現(xiàn)stall ADD R2, R3, R1 DEC R4 , R2, R5 ADD R5 , R4 ,R2 跳轉(zhuǎn)延遲又是多少？是否有delay slot? |
| 2樓： | >>參與討論 |
| 作者： centimetre 于 2006/8/14 14:34:00 發(fā)布：
沒有跳轉(zhuǎn)延遲 |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： telnet 于 2006/8/14 14:35:00 發(fā)布：
條件跳轉(zhuǎn)下，不可能沒有延遲。 |
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| 4樓： | >>參與討論 |
| 作者： telnet 于 2006/8/14 14:39:00 發(fā)布：
繼續(xù)補充幾句 條件跳轉(zhuǎn)下，不可能沒有延遲，除非它具有branch taget buffer, 但是即使如此，也只是減少延遲的可能性，況且這種功能不會再arm9這樣的產(chǎn)品中存在的。 |
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| 5樓： | >>參與討論 |
| 作者： 浪淘沙 于 2006/8/14 16:00:00 發(fā)布：
顯然telnet是個高手，對高手先透露點內(nèi)幕消息，菜鳥免進 “除非它具有branch taget buffer，....，況且這種功能不會在arm9這樣的產(chǎn)品中存在的”，您說對了一半，在STR9中我們集成了這種功能，我們稱它為Branch Queue，明天的在線研討會上我們將談到這個問題，樓上的高手既然提出來了，我就先透露點內(nèi)部的東東，請看下圖：
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| 6樓： | >>參與討論 |
| 作者： telnet 于 2006/8/14 16:33:00 發(fā)布：
謝謝您的幫助 但是，我接下來的問題是，為了保證特定代碼的速度，是否能夠手工的對這片buffer進行倒入導出的操作？如果預測發(fā)生不準，我是否可以利用延遲槽（delay slot） 還有，能否告訴我arm9 是否有bypass的功能，這對我們很重要. 謝謝！ |
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| 7樓： | >>參與討論 |
| 作者： 浪淘沙 于 2006/8/14 17:08:00 發(fā)布：
程序員不能對STR9的Branch Queue進行操作 telnet不用這么客氣嘛，在下非常愿意與您探討。 STR9的Branch Queue是集成在內(nèi)部，程序員只能啟動或關閉它，不能做其他操作，包括你說的“倒入導出的操作”。 “如果預測發(fā)生不準，我是否可以利用延遲槽（delay slot）”，首先不知你所說的延遲槽是否指“重新充填Pre-Fetch Queue的時間”？通常在預測發(fā)生不準的情況下指令的執(zhí)行是停止了，因為指令的預取隊列需要時間被重新充填，只有那些需要多個CPU周期的指令才有可能利用這段時間，如LDM、STM指令。 如果你想利用這段時間，不知想如何利用？我所看到的有兩種方式，一是在跳轉(zhuǎn)指令前使用LDM或STM指令，二是在跳轉(zhuǎn)指令前啟動DMA控制器，DMA操作剛好可以利用這個間隙；除此之外，我還沒有想出來，你知道還有什么技術(shù)嗎？ 補充一點，Branch Queue的深度顯然是越大越好，但深度越大成本也越高，我們對Branch Queue的深度作了多方面的模擬，得出了一個合適的深度，既保證了多數(shù)情況下較高的效率，也有效地控制了成本。 另外，我不明白你說的bypass功能是指什么？請指教。 |
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| 8樓： | >>參與討論 |
| 作者： telnet 于 2006/8/14 19:49:00 發(fā)布：
bypass 就是中文翻譯的旁路。 謝謝！ 延遲槽（delay slot）就是指當我們預測錯誤的時候，我們在更新buffer queue的同時，使取進來的指令繼續(xù)運行，而不是放棄，當然這條指令應該是可做，可不做的（比如對參數(shù)的付值運算，或者用來對隨機數(shù)進行更新，因為很難有真正的隨機數(shù)）。 bypass就是如下面的兩條指令： ADD R2, R3, R1 DEC R4 , R2, R5 在經(jīng)典的5級流水線中，我們必須等到WB 的同時進行ID操作但是由于有了bypass，我們可以在前條指令EXE之后，結(jié)果數(shù)據(jù)會立刻送到下面任何需要作為操作數(shù)的指令的每個階段鎖存器中 ，所以上面的指令之間沒有延遲。 如上面的第一條指令結(jié)束后會直接將EXE 執(zhí)行的結(jié)果傳遞到ID/EXE鎖存器中 中，而不需要再傳到MEM=>WB。 我想如果ARM9 具有了BRANCH TARGET BUFFER ,這個功能應該一定有了，但是因為這對我們很重要，所以我想得到確定的答復。 謝謝。 |
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| 9樓： | >>參與討論 |
| 作者： telnet 于 2006/8/14 20:04:00 發(fā)布：
對delay slot 的補充 delay slot，我最早是看到mips上使用的，他們沒有Branch target buffer, 所以在條件跳轉(zhuǎn)下一定會有一個時鐘的延遲（ID 結(jié)束才知道結(jié)果），它允許后面的指令在延遲的時間內(nèi)執(zhí)行，來補充這個缺陷。 對于arm9不知道是否會用類似的方法，我個人傾向于這樣做，有時候簡單流暢，會使性能更加提高，設計趨向簡單。 |
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| 10樓： | >>參與討論 |
| 作者： twentyone 于 2006/8/14 21:54:00 發(fā)布：
RE 個人看法：你們的討論里也提到了，如果有跳轉(zhuǎn)的話，不管采用什么技術(shù)，肯定會引入延遲的。一跳轉(zhuǎn)，流水線就有可能會被打斷。用Cache或者是Branch Queue，都只是用來降低概率的輔助方法。 另外，TELNET能否介紹一下，你是做什么的？感覺你對CPU構(gòu)架很熟悉。:-) |
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| 11樓： | >>參與討論 |
| 作者： 浪淘沙 于 2006/8/14 22:21:00 發(fā)布：
看來我是碰到真正的高手啦 首先我要聲明，對你的問題我目前還沒有一個準確地答復，我要查一下資料，同時請教一下專家；但我可以說的是，除了上述Pre-Fetch Queue和Branch Cache，在ARM966E的基礎上ST沒有其他的擴充了，也就是說，你的問題屬于ARM966結(jié)構(gòu)的范疇，我需要詳細地研究了ARM的文檔才能有準確地答復。 你所說的Delay slot功能，我記得在SUN的Sparc中也有，這個功能需要編譯器的配合或在匯編程序中有意識地使用。根據(jù)我的理解，ARM的核心中不具備這樣的功能，因為我至今沒有找到相應的資料證明這點；我想如果要有，ARM應把它當成一個要點來強調(diào)的，可惜沒見到。 我在寫這個帖子是，正在看ARM的文檔，剛好找到對Bypass功能的說明，在ARM的文檔里稱為“Result forwarding”，請看這個文檔的4.2節(jié)。 Comparison between the ARM7 and ARM9 以上見解供你參考，我將在請教了ARM的工程師后再給你肯定的答復，也請知道上述問題答案的網(wǎng)友幫忙。 閣下為什么要了解這個問題，莫非是要做ARM9的仿真器？應該不會是想用匯編寫程序吧？請賜教，謝謝！ |
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| 12樓： | >>參與討論 |
| 作者： telnet 于 2006/8/15 10:52:00 發(fā)布：
謝謝您的幫助 我的問題基本上沒有了。 To 浪淘沙, twentyone 很高興能認識各位，長知識了！ 本人僅僅是個敲代碼的，過去對linux內(nèi)核和網(wǎng)絡協(xié)議有點了解，目前因為項目需要，現(xiàn)在要寫一個簡單的編譯器，對arm系列沒有詳細地知識，所以想知道些具體的問題，來加速我們的項目。 我也認識Johnson CAO ：） |
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| 13樓： | >>參與討論 |
| 作者： gyt 于 2006/8/17 10:55:00 發(fā)布：
確實高手 原來是做編譯器的，怪不得這么厲害：） |
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