Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.255

Ступень Е (Execution — выполнение) предназначена для непосредственного выполнения целочисленных команд. Для выполнения большинства арифметических и булевых операций, а также операций сдвига, обработкой которых занимаются целочисленные АЛУ, достаточно одного цикла. Сразу по завершении выполнения команды соответствующим образом обновляется регистровый файл

рабочего регистра. Некоторые сложные целочисленные команды передаются в специальный блок. Что касается команд загрузки и сохранения, то на данной ступени их выполнение только начинается, но не заканчивается. Операнды для выполнения команды с плавающей точкой извлекаются из соответствующего регистрового файла. На ступени £, помимо обработки команд условного перехода, определяется их направление (переход/без перехода). В случае неверного прогноза сигнал отправляется обратно на ступень А, и конвейер освобождается.

На ступени С (Cache — кэш) завершается доступ к кэш-памяти первого уровня. Здесь же определяются результаты команд, предусматривающих чтение данных из памяти (например, команд загрузки).

На ступени М (Miss — промах) производится обработка слов, запрошенных, но не найденных в кэш-памяти первого уровня. Сначала выполняется поиск в кэше второго уровня, а в случае кэш-промаха осуществляется обращение к памяти, занимающее несколько циклов. Здесь же выполняются операции знакового расширения и выравнивания для байтов, четвертинок слов и половинок слов, найденных в кэше первого уровня. Для операций загрузки с плавающей точкой, у которых в кэше предвыборки имеет место кэш-попадание, на этом этапе удается получить результаты. По соображениям синхронизации кэш предвыборки при обработке целочисленных данных не задействуется.

На ступени W (Write — запись) результаты извлекаются из специального блока и записываются в регистровый файл рабочего регистра.

На ступени X (eXtend — продленное выполнение) завершается большинство графических команд и команд с плавающей точкой. Перед формальной пересортировкой результатов, происходящей на ступени Д результаты этих команд предоставляются последующим командам путем перенаправления для загрузки.

На ступени Т (Trap — перехват) перехватываются исключения, связанные с целочисленными командами и командами с плавающей точкой. Именно эта ступень отвечает за перехват исключений и обработку прерываний. Иными словами, после возникновения исключения или прерывания состояние машины должно отвечать определенным требованиям; в частности, все ранее запущенные команды должны быть завершены, а запуск последующих отменен.

На ступени D состояние целочисленных регистров и регистров с плавающей точкой фиксируется в соответствующих архитектурных регистровых файлах. При возникновении исключения или прерывания видимыми становятся именно эти значения, а не содержимое рабочих регистров. Операция записи регистра в архитектурный файл соответствует операции пересортировки результатов в процессорах Pentium. Кроме того, на ступени D результаты всех завершенных команд сохранения записываются в кэш записи (вместо кэша данных первого уровня). В конечном итоге строки этого кэша переписываются в кэш второго уровня, минуя кэш первого уровня (его содержимое не пересекается с содержимым кэша второго уровня). Эта схема упрощает задачу сборки мультипроцессоров UltraSPARC.