嵌入式CPU流水線退休機(jī)制研究.pdf

1、指令退休機(jī)制作為處理器流水線的最后一級(jí)，指令退休效率直接關(guān)系著流水線的執(zhí)行效率。本文通過研究指令的退休機(jī)制和重排序緩存的使用效率，分別提出了一種指令快速退休的ROB方案和基于投機(jī)執(zhí)行的兩級(jí)退休機(jī)制。
　　針對(duì)超標(biāo)量處理器中長(zhǎng)延時(shí)的指令長(zhǎng)時(shí)占用重排序緩存的頂端引起流水線退休緩慢的問題，提出了一種將無異常風(fēng)險(xiǎn)的指令快速退休并將運(yùn)算結(jié)果亂序回寫的高效退休機(jī)制。該方案將結(jié)果緩存器與重排序緩存分離，其中結(jié)果緩存器作為運(yùn)算結(jié)果回寫的緩存器，重

2、排序緩存負(fù)責(zé)指令按序退休與精確異常的維護(hù)。重排序緩存單元在確認(rèn)指令不會(huì)發(fā)生異常后，將指令從重排序緩存中快速退休，結(jié)果緩存器繼續(xù)等待結(jié)果并進(jìn)行亂序回寫。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在硬件資源相同的情況下，通過提高重排序緩存器的使用效率，基于該方案的處理器相比于傳統(tǒng)的按序退休處理器的性能平均提高24.0％。
　　針對(duì)超標(biāo)量處理器中指令長(zhǎng)時(shí)間占用重排序緩存引起指令退休緩慢的問題，提出了一種基于投機(jī)執(zhí)行的兩級(jí)退休機(jī)制。該方案根據(jù)指令有無異常和預(yù)測(cè)錯(cuò)誤風(fēng)