问题
问答题
某一单流水线处理机．包含取指、译码、执行3个功能段。取指、译码各需1T：在执行段，MOV操作需2T，ADD操作需3T，MUL操作需4T；各操作在1T内取数，在最后1T写结果。执行下面的程序后按要求分析指令流水线的功能。
k： MOV R1，R0；R1←(R0)
k+1： MOV R0．R2，R1； RO←(R1)*(R0)
k+2： MOV R0，R2，R1； RO←(R2)+(R3)
(1)设计并画出流水线功能段的结构图。
(2)考虑指令数据相关性，设计并画出指令执行过程流水线的时空图。
(3)为了加快速度，可以采取哪些改进措施。
答案
参考答案：(1)流水线功能段的结构图为：
[*]
(2)因为第二条MUL指令中R1的内容必须是第一条MOV指令的执行结果，所以产生了数据相关性问题。简单处理数据相关性，可采取后推法，即将相关指令延迟到所需操作数被写回到寄存器后再进行操作。由于题目中隐含指令的取操作数包含在译码功能段中，所以指令流水线的时空图为：
[*]
其中，k代表MOV指令，k+1代表ADD指令，k+2代表MUL指令。
(3)为了加快速度，对于数据相关性，更好的解决方法是采取设置专用通路技术，将MOV指令产生的结果直接送往所需的指令的译码段，就可以使流水线不发生停顿。另外还可采用超流水技术、超标量流水线技术和超长指令字技术等提高流水速度。
