4.22标量流水线分类 从不同的角度来看,有不同的分类方式,大致有以下几类。 1.按照处理机分类 按照处理机分类,流水线可以分为操作部件级、指令级和处理机级。 ①操作部件级流水线是按复杂的算术逻辑运算的过程构成流水线,比如把 浮点加法运算分成求阶差、对阶、尾数相加和结果规格化四个孑过程。 ②指令级流水线是把一条指令的解释执行过程分成若干个子过程,比如 前面所说的取指令、译码、执行、访存和写回五个子过程 ③处理机流水线是一种 宏流水里其每个处-①- 理机产生的结果存放到与下 任务1 任务2 任务3 个处理机共享存储器中,如图 P:处理机 M:存储器 4.10所示。 图4.10处理机流水线
4.2.2 标量流水线分类 ③ 处理机流水线是一种 宏流水过程，其中每一个处理 机完成某一专门的任务，各处 理机产生的结果存放到与下一 个处理机共享存储器中，如图 4.10所示。 图4.10 处理机流水线 从不同的角度来看，有不同的分类方式，大致有以下几类。 1. 按照处理机分类 按照处理机分类，流水线可以分为操作部件级、指令级和处理机级。 ① 操作部件级流水线是按复杂的算术逻辑运算的过程构成流水线，比如把 浮点加法运算分成求阶差、对阶、尾数相加和结果规格化四个子过程。 ② 指令级流水线是把一条指令的解释执行过程分成若干个子过程，比如 前面所说的取指令、译码、执行、访存和写回五个子过程
2.按照功能分类 按功能可分为单功能流水线和多功能流水线两种。单功 能流水线是所有设备按照一种模式工作,仅完成一种功能 多功能流水线是指构成流水线的设备可不同组合,在不同的 时间完成不同功能。图411所示是∏-ASC计算机的流水结构, 可构成多种流水线,比如定点加、浮点加、定点乘和浮点向 量点积等
2. 按照功能分类 按功能可分为单功能流水线和多功能流水线两种。单功 能流水线是所有设备按照一种模式工作，仅完成一种功能； 多功能流水线是指构成流水线的设备可不同组合，在不同的 时间完成不同功能。图4.11所示是TI-ASC计算机的流水结构， 可构成多种流水线，比如定点加、浮点加、定点乘和浮点向 量点积等
入 输入 累加 求阶差 求阶差 对阶 对阶 相加 相加 匚相加 相加 规格化 「规格化 输出 输H 匚输出 匚输出 n-1 ∑x(i)+y() (a)定点加 (b)浮点加 (c)定点乘 (d)浮点向量点积 图411多功能流水线的多种连接
图4.11 多功能流水线的多种连接
3.按照工作方式分类 按工作方式可分为静态和动态流水线。静态流水线是在同一时 间内只能以一种方式工作。其结构可以是单功能,也可以是多功能。 其中多功能结构的流水线在同一时间只能进行一种工作;在从一种 功能转换成另一种功能时流水线必须排空。一般不希望流水线功能 频繁切换。 动态流水线则允许在同一时间内将不同的功能段连接成不同的 子流水线集,以完成不同的运算功能。 显然,动态流水线必定是多功能流水线;单功能流水线必定是 静态流水线
3. 按照工作方式分类 按工作方式可分为静态和动态流水线。静态流水线是在同一时 间内只能以一种方式工作。其结构可以是单功能，也可以是多功能。 其中多功能结构的流水线在同一时间只能进行一种工作；在从一种 功能转换成另一种功能时流水线必须排空。一般不希望流水线功能 频繁切换。 动态流水线则允许在同一时间内将不同的功能段连接成不同的 子流水线集，以完成不同的运算功能。 显然，动态流水线必定是多功能流水线；单功能流水线必定是 静态流水线
4.按照连接方式分类 可分为线性流水线和非线性流水线。所谓线性流水线是指从输入 到输出各功能部件只允许经过一次,没有反馈回路或者分支。非线性 流水线是某些功能部件可能被反复使用,如图4.12所示,S3的输出可 反馈到S2,S的输出可反馈到S1。显然存在功能段使用冲突。 入一国国 输出 图412非线性流水线示意图
4. 按照连接方式分类 可分为线性流水线和非线性流水线。所谓线性流水线是指从输入 到输出各功能部件只允许经过一次，没有反馈回路或者分支。非线性 流水线是某些功能部件可能被反复使用，如图4.12所示，S 3的输出可 反馈到S 2，S4的输出可反馈到S 1。显然存在功能段使用冲突。 图4.12 非线性流水线示意图