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请简述说明ARM9 TDMI的指令流水线结构。

题目

请简述说明ARM9 TDMI的指令流水线结构。

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相似问题和答案

第1题:

下面关于超级流水线的论述中,正确的是(19)。

A.超级流水线用增加流水线级数的方法缩短机器周期

B.超级流水线是一种单指令流、多操作码、多数据的系统结构

C.超级流水线配置了多个功能部件和指令译码电路,采用多条流水线并行处理

D.超级流水线采用简单指令以加快执行速度


正确答案:A
解析:超级流水线以增加流水线级数的方法来缩短机器周期。下图比较了普通流水线和超级流水线的执行结果,相同时间内超级流水线执行了更多的机器指令。采用简单指令以加快执行速度是所有流水线的共同特点,但超级流水线配置了多个功能部件和指令译码电路,采用多条流水线并行处理,还有多个寄存器端口和总线,可以同时执行多个操作,因而比普通流水线执行得更快,在一个机器周期内可以流出多条指令。

超长指令字(Very Long Instruction Word,VLIW)是一种单指令流、多操作码、多数据的体系结构。编译时把多个能并行的操作组合在一起,成为一条有多个操作码的超长指令。这种超长指令可以控制多个相互独立的功能部件同时执行,相当于同时执行多条指令。

第2题:

某计算机系统采用5级流水线结构执行指令,设每条指令的执行由取指令(4△t)、分析指令( 2△t)、取操作数(6△t)、运算(2△t) , 写回结果(4△t)组成,并分别用5个子部件完成,该流水线的最大吞吐率为( ) ;若连续向流水线拉入10条指令,则该流水线的加速比为(请作答此空)。

A. 1:10
B. 2:1
C.5:2
D. 3:1

答案:C
解析:
最大吞吐率Tpmax =1/max (T1,... Ti,.. Tm),而其中, m是流水线的段数,是特定过程段执行时间。加速比(S)定义:不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间比即为加速比。通常加速比大于1。(1) 使用流水线的时间T= (10-1) *6△t+(4+2+6+2+4) △t=72△t,指令条数=10。( 2 )不使用流水线的时间t0= ( 4+2+6+2+4) △t*10=180△t。加速比=90△t/36△t=5/2最大的时间段是3△t.因此最大吞吐率=1/3△t。

第3题:

下面是关于Pentium 4微处理器中指令流水线的叙述,其中错误的是

A.有多条指令流水线

B.每条指令流水线有多级

C.每级流水线的执行时间需要多个时钟周期

D.采用指令流水线结构有利于提高微处理器的运算速度


正确答案:C
解析:本题考查指令流水线的相关概念。Pentium微处理器有两条指令流水线,分别是U-流水线和V-流水线,Pentium PRO、Pentium 2,Pentium 3,Pentium 4其指令流水线均为3条,选项A说法正确。Pentium 4微处理器的指令流水线级数由14级提高到20级,选项B说法正确。采用指令流水线操作后,每条指令实际执行需要几个时钟周期,但每一级指令都要在一个时钟周期内完成,选项C说法错误。采用指令流水线结构有利于提高微处理器的运算速度,选项D说法正确。正确答案为选项C。

第4题:

ARM9TDMI支持哪几种指令集,各有什么特点?


正确答案: 支持ARM指令集和Thumb指令集两种。
ARM指令集:指令32位,效率高,代码密度低,所有ARM指令都是可以有条件执行的。Thumb指令集:指令16位,代码密度较高,Thumb指令仅有一条指令具备条件执行功能。保持ARM的大多数性能上的优势,是ARM指令集的子集。

第5题:

某计算机系统采用4级流水线结构执行命令,设每条指令的执行由取指令(2Δt)、分析指令(1Δt)、取操作数(3Δt)、运算并保存结果(2Δt)组成(注:括号中是指令执行周期)。并分别用4个子部件完成,该流水线的最大吞吐率为(请作答此空);若连续向流水线输入5条指令,则该流水线的加速比为( )。

A.1
B.1/2Δt
C.1/3Δt
D.1/8Δt

答案:C
解析:
流水线的最大吞吐率为指令执行周期的倒数,流水线的加速比是不使用流水线的执行时间与使用流水线的执行时间的比值,题干中不使用流水线的执行时间=(2Δt+1Δt+3Δt+2Δt)*5=40Δt,使用流水线的执行时间=(2Δt+1Δt+3Δt+2Δt)+3Δt*(5-1)=20Δt,流水线的加速比为2:1。

第6题:

某计算机系统采用5级流水线结构执行指令,设每条指令的执行由取指令( 2△t)、分析指令( 1△t)、取操作数(3△t)、运算(1△t).写回结果 (2△t)组成,并分别用5个子部件完成,该流水线的最大吞吐率为(请作答此空) ;若连续向流水线拉入10条指令,则该流水线的加速比为( ) 。


答案:B
解析:

第7题:

某计算机系统采用5级流水线结构执行指令,设每条指令的执行由取指令(2 Δt )、分析指令(1Δt )、取操作数(3Δt )、运算(1Δt )和写回结果(2Δt ) 组成, 并分别用5 个子部件完成,该流水线的执行周期为(请作答此空) ;若连续向流水线输入10条指令,该流水线完成的时间为( )。

A.3Δt
B.1Δt
C.2Δt
D.7Δt

答案:A
解析:
流水线的执行周期为流水线执行时间最长的一段。10条指令使用流水线的执行时间=(2Δt+1Δt+3Δt+1Δt+2Δt)+(10-1)*3Δt=36Δt。

第8题:

ARM7TDMI采用几级流水线?()

A、1

B、2

C、3

D、4


参考答案:C

第9题:

ARM9TDMI采用5级流水线:取指、译码、执行、访存和写回。


正确答案:正确

第10题:

ARM9TDMI采用了几级流水线工作方式,简要说明。


正确答案:ARM9TDMI采用了5级流水线结构,即:取指(F)、指令译码(D)、执行(E)、数据存储访问(M)和字寄存器(W)。