MIPS指令系统和MIPS体系结构

ID:41570210

大小:88.20 KB

页数:6页

时间:2019-08-28

MIPS指令系统和MIPS体系结构_第1页
MIPS指令系统和MIPS体系结构_第2页
MIPS指令系统和MIPS体系结构_第3页
MIPS指令系统和MIPS体系结构_第4页
MIPS指令系统和MIPS体系结构_第5页
资源描述:

《MIPS指令系统和MIPS体系结构》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库

1、实验项目名称MIPS指令系统和MIPS体系结构实验目的及要求实验目的(1)加深对计算机流水线基本概念的理解。(2)理解MIPS结构如何用5段流水线来实现,理解各段的功能和基本操作。(3)加深对数据冲突、结构冲突的理解,理解这两类冲突对CPU性能的影响。(4)进一步理解解决数据冲突的方法,掌握如何应用定向技术来减少数据冲突引起的停顿。通过本实验应达到如下要求:(1)能够加深对计算机流水线基本概念的理解。(2)能够理解MIPS结构如何用5段流水线来实现,理解各段的功能和基本操作。(3)进一步加深对数据冲突、结构冲突的理解,理解这两类冲突对CPU性能

2、实验内容(1)启动MIPSsim。(2)根据预备知识中关于流水线各段操作的描述,进一步理解流水线窗口中各段的功能,掌握各流水寄存器的含义。(用鼠标双击各段,就可以看到各流水寄存器的内容)(3)选择配置菜单中的“流水方式”选项,使模拟器工作于流水方式下。实验步骤1)选择MIPSsim的“文件”一>“载入程序”选项来加载pipeline,s(在模拟器所在文件夹下的“样例程序”文件夹中)。2)关闭定向功能。这是通过“配置”一>“定向”(使该项前面没有"号)来实现的。3)用单步执行一个周期的方式(在“执行”菜单中)或按F7键执行该程序,观察每一个周期中

3、,各段流水寄存器内容的变化、指令的执行情况(“代码”窗口)以及时钟周期图。4)当执行到第13个时钟周期时,各段分别正在处理的指令是:IF:BEQ$rl$rOretID:LW$r460($r6)EX:ADDI$R3$R025MEM:__ADDI$rl$rl-1WB:ADDI$r6$rO8画出这时的时钟周期图。012345678910111213IFIDEXMEMWBIFIDSTALLIDEXMEMnIFSTALLIDSTALLIDEX

4、容为:IF/ID.IR:___0X10200004IF/ID.NPC:—0X00000034ID/EX.A:0X0000000000000008ID/EX.B:0X000000000000000ID/EX.Imm:0X00000000000003CID/EX.IR:0x8CC4003CEX/MEM.ALUo:0X0000000000000019EX/MEM.IR:0x20030019MEM/WB.LMD:0X000000000000000MEM/WB.ALUo:0X000000000000004MEM/WB.IR:0x2021FFFF(7)观察

5、和分析结构冲突对CPU性能的影响,步骤如下:1)加载structure_hz.s(在模拟器所在文件夹下的“样例程序”文件夹中)。2)执行该程序,找出存在结构冲突的指令对以及导致结构冲突的部件。结构冲突的指令为连续的ADD结构冲突的部件为Fadd浮点加法器3)记录由结构冲突引起的停顿时钟周期数,计算停顿时钟周期数占总执行周期数的百分比。汇总:恳行周期总数:52:□段执行了10条指令硬件配置:内存容量:4096B加法器个数:1乘法器个数:1除法器个数:1定向机制:不采用执行时间(周期数):6执行时间(周期数)7执行时间(周期数)10停顿(周期数):

6、RAW停顿:0苴中:loadf^顿:0浮点停顿:0WAW停顿:0结构停顿:35控制停顿:0自陷停顿:6停顿周期总数:41占周期总数的百分比:0鴛占所有RAW停顿的百分比:0%占所有RAW停顿的百分比:W占周期总数的百分比:0%占周期总数的百分比:67.30769%占周期总数的百分比:0%占周期总数的百分比:11.53846%占周期总数的百分比:78.84615%4)把浮点加法器的个数改为4个。5)再次重复步骤①一③的工作。汇总:乳行周期总数:19切段执行了10条指令硬件配置:内存容量:4096B加法器个数:4乘法器个数:1除法器个数:1定向机制

7、:不采用停顿(周期数):RAW停顿:0苴中:loadf?顿:0浮点停顿:0WAW停顿:0结构停顿:2控制停顿:0自陷停顿:6停顿周期总数:8执行时间(周期数):6执行时间(周期数)7执行时间(周期数)10占周期总数的百分比:0%占所有RAW停顿的百分比:0%占所有RAW停顿的百分比:0%占周期总数的百分比:0%占周期总数的百分比:10.52632%占周期总数的百分比:0%占周期总数的百分比:31.57895%占周期总数的百分比:42.10526%6)分析结构冲突对CPU性能的影响,讨论解决结构冲突的方法(8)观察数据冲突并用定向技术来减少停顿,

8、步骤如下:1)全部复位。文件夹中)o2)加载data.hz.s(在模拟器所在的文件夹下的“样例程序”3)关闭定向功能。这是通过“配置”->“定向”(是

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
正文描述:

《MIPS指令系统和MIPS体系结构》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在工程资料-天天文库

1、实验项目名称MIPS指令系统和MIPS体系结构实验目的及要求实验目的(1)加深对计算机流水线基本概念的理解。(2)理解MIPS结构如何用5段流水线来实现,理解各段的功能和基本操作。(3)加深对数据冲突、结构冲突的理解,理解这两类冲突对CPU性能的影响。(4)进一步理解解决数据冲突的方法,掌握如何应用定向技术来减少数据冲突引起的停顿。通过本实验应达到如下要求:(1)能够加深对计算机流水线基本概念的理解。(2)能够理解MIPS结构如何用5段流水线来实现,理解各段的功能和基本操作。(3)进一步加深对数据冲突、结构冲突的理解,理解这两类冲突对CPU性能

2、实验内容(1)启动MIPSsim。(2)根据预备知识中关于流水线各段操作的描述,进一步理解流水线窗口中各段的功能,掌握各流水寄存器的含义。(用鼠标双击各段,就可以看到各流水寄存器的内容)(3)选择配置菜单中的“流水方式”选项,使模拟器工作于流水方式下。实验步骤1)选择MIPSsim的“文件”一>“载入程序”选项来加载pipeline,s(在模拟器所在文件夹下的“样例程序”文件夹中)。2)关闭定向功能。这是通过“配置”一>“定向”(使该项前面没有"号)来实现的。3)用单步执行一个周期的方式(在“执行”菜单中)或按F7键执行该程序,观察每一个周期中

3、,各段流水寄存器内容的变化、指令的执行情况(“代码”窗口)以及时钟周期图。4)当执行到第13个时钟周期时,各段分别正在处理的指令是:IF:BEQ$rl$rOretID:LW$r460($r6)EX:ADDI$R3$R025MEM:__ADDI$rl$rl-1WB:ADDI$r6$rO8画出这时的时钟周期图。012345678910111213IFIDEXMEMWBIFIDSTALLIDEXMEMnIFSTALLIDSTALLIDEX

4、容为:IF/ID.IR:___0X10200004IF/ID.NPC:—0X00000034ID/EX.A:0X0000000000000008ID/EX.B:0X000000000000000ID/EX.Imm:0X00000000000003CID/EX.IR:0x8CC4003CEX/MEM.ALUo:0X0000000000000019EX/MEM.IR:0x20030019MEM/WB.LMD:0X000000000000000MEM/WB.ALUo:0X000000000000004MEM/WB.IR:0x2021FFFF(7)观察

5、和分析结构冲突对CPU性能的影响,步骤如下:1)加载structure_hz.s(在模拟器所在文件夹下的“样例程序”文件夹中)。2)执行该程序,找出存在结构冲突的指令对以及导致结构冲突的部件。结构冲突的指令为连续的ADD结构冲突的部件为Fadd浮点加法器3)记录由结构冲突引起的停顿时钟周期数,计算停顿时钟周期数占总执行周期数的百分比。汇总:恳行周期总数:52:□段执行了10条指令硬件配置:内存容量:4096B加法器个数:1乘法器个数:1除法器个数:1定向机制:不采用执行时间(周期数):6执行时间(周期数)7执行时间(周期数)10停顿(周期数):

6、RAW停顿:0苴中:loadf^顿:0浮点停顿:0WAW停顿:0结构停顿:35控制停顿:0自陷停顿:6停顿周期总数:41占周期总数的百分比:0鴛占所有RAW停顿的百分比:0%占所有RAW停顿的百分比:W占周期总数的百分比:0%占周期总数的百分比:67.30769%占周期总数的百分比:0%占周期总数的百分比:11.53846%占周期总数的百分比:78.84615%4)把浮点加法器的个数改为4个。5)再次重复步骤①一③的工作。汇总:乳行周期总数:19切段执行了10条指令硬件配置:内存容量:4096B加法器个数:4乘法器个数:1除法器个数:1定向机制

7、:不采用停顿(周期数):RAW停顿:0苴中:loadf?顿:0浮点停顿:0WAW停顿:0结构停顿:2控制停顿:0自陷停顿:6停顿周期总数:8执行时间(周期数):6执行时间(周期数)7执行时间(周期数)10占周期总数的百分比:0%占所有RAW停顿的百分比:0%占所有RAW停顿的百分比:0%占周期总数的百分比:0%占周期总数的百分比:10.52632%占周期总数的百分比:0%占周期总数的百分比:31.57895%占周期总数的百分比:42.10526%6)分析结构冲突对CPU性能的影响,讨论解决结构冲突的方法(8)观察数据冲突并用定向技术来减少停顿,

8、步骤如下:1)全部复位。文件夹中)o2)加载data.hz.s(在模拟器所在的文件夹下的“样例程序”3)关闭定向功能。这是通过“配置”->“定向”(是

显示全部收起
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
关闭