分析ARM流水线关键技术分析与代码优化-论文.pdf

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1、第27卷第8期电脑开发与应用(总0637)·73·文章编号：1003—5850(2014)08—0073—02分析ARM流水线关键技术分析与代码优化胡伟(长城信息产业股份有限公司，长沙410100)摘要：随着科学技术水平的不断提高，在微处理器的结构体系中，流水线技术因为自身的优良特性逐渐被重视和运用。因为流水线技术的广泛应用，对于它的理论研究也显得十分重要，其体系理论体系包括了流水线技术的具体分类，各项性能指标(吞吐率、加速比、效率)以及技术规范等，可谓庞杂。以ARM7和ARM9两种处理器系列为重点，对其使用的三级流水线和五级流水线的工作原理进行了分析，并阐述了在不同情况下的流水线运行状

2、况，结合实际提出了一些代码优化，提高性能的方法。关键词：ARM，流水线关键技术，分析，代码优化中图分类号：TP311文献标识码：AAnalysisofKeyTechnologiesARMPipelineAnalysisandCodeOptimizationHUWei(GreatwallInformationIndustryCo．，Ltd，Changsha410100，China)Abstract：Withtheimprovementofscienceandtechnology，inthestraetureofthemicroprocessor,pipelinetechnologyisgr

3、aduallyaccountedandutilizedbecauseofitsexcellentcharacteristics．Ontheaccountofthewideapplicationofpipelinetechnology，itisalsoveryimportantfortheoreticalstudy，itstheorysystemincludesspecificclassificationpipelinetechnology,performance(thr0ughput，speedup，efficiency)andtechnicalspecifications，canbed

4、escribedascomplex：TakenontheARM7andARM9twoprocessorseriesasthefocus，theworkprincipleoftheusageoflinethreeandlinefiveareanalyzed，andthepipelineoperationstatusindifferentcircumstances，andsomecodeoptimizationisputforward，improvetheperformanceofthemethod．Keywords：ARM，keytechnologyofpipeline，analysis，

5、codeoptimization那么复杂，简化后的内部程序会更大地提升处理器的引言性能。流水线技术的运作原理是让数量不止一个的部流水线技术会因为阻塞流水线阻塞等情况而使件同时工作来实现程序完成所需的时间，从而加强处得其性能大幅度降低，严重影响其工作效率。导致流理器的性能，达到吞吐率及效率提高的效果。流水线水线出现阻塞现象的主要因素包括流水线运行中因技术因为其对于处理器性能和工作效率的作用，成为较多数量的周期指令等引发的流水线中断和跳转分微处理器设计中最为重要的技术之一。ARM7处理器支指令状况。不管是ARM9的五级流水线技术还是核是根据冯诺依曼的结构原理，采用较为传统的三级ARM7的三级

6、流水线技术都会由于周期指令而产生流水线技术，而ARM9处理器核是根据哈佛原理结流水线阻塞问题，所以需要高度中流水线技术的阻构，使用的是五级流水线技术。新的处理器系列因为塞问题，通过分析和调整其执行的序列来提高其运行使得流水线的级数增加了，所以各级之间的逻辑不再的水平。收稿日期：2014—05—21。修回日期：2014—07—03料作者简介：胡伟，男，1970年生，工程师，研究方向：技术分析。·74·(~,0638)分析ARM流水线关键技术分析与代码优化2014年第8期至蓦蓥童1ARH流水线关键技术分析暇指同写ARM9系列处理器比ARM7系列的处理器的程译执取行码指T3T4序更加复杂，通常

7、来说ARM9系列处理器在运行中会按照指令不同来分成5个不同的部分，每个部分都图2带有储存器访问指令的流水线执译取行码指2．3带有分支指令的流水线会存在一定的指令程序，其中包括了取指、译码、执执译取当指令序列中含有具有分支功能的指令(如行B码L指行，访存和回写等，并将每个部分看做是其中的一个阶段，若想让处理成功的完成一个指令，就需要在每等)时，流水线也会被阻断，分支指令在执行时，其后地取址指第1条指令被译码，其后第2条指令进行取指，但