Синхронные линейные конвейеры

Курс лекций

[Электронный ресурс]

 

Редактор Сергачева И.П.

Гарнитура Times New Roman. Мб 0,48.

 

ЗАО «Современные знания».

ЛИ № 02330/ 0494430 от 08.04.09.

220114, г. Минск, ул. Филимонова, 69.

 

Синхронные линейные конвейеры

 

Эффективность синхронного конвейера во многом зависит от правильного выбора длительности тактового периода Т_к. Минимально допустимую Т_к можно определить как сумму наибольшего из времен обработки на отдельной ступени конвейера Т_{С мах} и времени записи результатов обработки в буферные регистры между ступенями конвейера Т_БР:

 

Т_к = Т_смах + Т_бр

 

Из-за вероятного «перекоса» в поступлении тактирующего сигнала в разные ступени конвейера предыдущую формулу следует дополнить еще одним элементом – максимальной величиной «перекоса» Т_ПК:

 

Т_К = Т_{С МАХ} + Т_БР + Т_ПК

 

Каждая ступень может содержать множество логических трактов обработки. Т_К определяется наиболее длинными трактами во всех ступенях конвейера. При разработке конвейера необходимо учитывать, что для двух последовательных элементов, обрабатываемых одной и той же ступенью, обработка первого элемента может проходить по тракту максимальной длины, а второго элемента – по минимальному тракту. В итоге результат обработки второго элемента может появиться на выходе ступени прежде, чем в выходном регистре ступени будет запомнен предыдущий результат. Чтобы избежать подобной ситуации, сумма Т_БР + Т_ПК должна быть меньше минимального времени обработки в ступени Т_{С МIN} откуда

 

Т_БР £ Т_{С МIN} – Т_ПК

 

Выбор длительности тактового периода для конвейера должен осуществляться с соблюдением соотношения

 

■ Т_{С МАХ} + Т_БР + Т_ПК £ Т_К £ Т_{С МАХ} + Т_{С МIN} – Т_ПК

 

Несмотря на очевидные преимущества выбора Т_К, равным нижнему пределу, проектировщики ВМ обычно ориентируются на среднее значение между нижним и верхним пределами.