Ресурсные и информационные конфликты в конвейерных системах

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2012 в 21:45, курсовая работа

Описание работы

Конвейерная обработка основана на разделении исполняемой команды на сегменты, и выделении для каждой из них отдельного блока аппаратуры[1]. Сегментами конвейера могут быть оперативная память, арифметическое устройство, логическое устройство и др. Так же важную роль в конвейере играет организация передачи данных от одного сегмента к следующему. Конвейерную обработку можно использовать для совмещения этапов выполнения разных команд. Производительность при этом возрастает в разы, так как на различных тактах конвейера может выполняться несколько команд.

Содержание работы

Теоретический материал 4
Конвейерная организация 4
Информационные и ресурсные конфликты 7
Организация памяти 10
Признаковый обмен и сквозная запись 13
Блоки GENERATE и TERMINATE 14
Блок ADVANCE 15
Блоки SEIZE и RELEASE 16
Блок TRANSFER 16
Блок LOGIC 17
Блок GATE 18
Задание для лабораторной работы 18
Пример выполнения задания 22
Описание используемых в модели обозначений 22
Описание модели 23
Блок-схема модели конвейерной ВС 25
Текст программы-модели конвейерной ВС 28
Выбор времени моделирования 30
Отладка модели 31
Тест 1 31
Тест 2 35
Тест 3 45
Тест 4 54
Анализ результатов моделирования 68
Анализ влияния длины I-очереди на производительность модели 68
Анализ влияния количества РАО и РДО на производительность модели 69
Анализ влияния ширины выборки из кэш-памяти на производительность модели 70
Анализ влияния формата команд на производительность модели 72
Анализ простоя логики декодирования при загруженной I-очереди 73
Варианты заданий для студентов 75
Вариант 1 75
Вариант 2 75
Вариант 3 75
Вариант 4 75
Вариант 5 76
Вариант 6 76
Вариант 7 76
Вариант 8 76
Вариант 9 77
Вариант 10 77
Список используемой литературы 77

Файлы: 1 файл

Отчёт 2.docx

— 2.30 Мб (Скачать файл)

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 18.0000      Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 5 Placed on FEC at Block 14 (WFCP).  Relative Clock: 16.0000

: STEP 1

 

 

Xact 5 Poised at Block 16 (OUTL).  Relative Clock: 17.0000

: STEP 1

 

Xact 5 Placed on FEC at Block 16 (OUTL).  Relative Clock: 17.0000

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST3.GPS Source Code...

18          1         6                 SPLIT 1,TES3

19                    3         BUF2    PRIORITY 20

20                    2                 LINK BUF2,FIFO

21                    1                 GENERATE ,,,1,10

22          1         3         TES7    ADVANCE 8

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: ON   Abs Clock:  18.0000      Rel Clock: 18.0000      TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 5        Curblk: BUF2     Nextblk: 20        Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 18.0000      Priority: 20

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 5 Poised at Block 18 (OUTL+2).  Relative Clock: 18.0000

: STEP 1

 

 

Xact 5 Poised at Block 19 (BUF2).  Relative Clock: 18.0000

: STEP 1

 

Xact 5 Poised at Block 20 (BUF2+1).  Relative Clock: 18.0000

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST3.GPS Source Code...

2                     4         TES3    SAVEVALUE NUMB+,1

3                     4                 ASSIGN 1,NUMB

4                     3                 TEST L CH$BUF2,X$SBF2

5                     3                 PRIORITY 15

6                     3                 SEIZE LOGC

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: OFF  Abs Clock:  18.0000      Rel Clock: 18.0000      TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 6        Curblk: 3        Nextblk: 4         Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 0.           Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 5 Placed on user chain at Block 20 (BUF2+1).  Relative Clock: 18.0000

: STEP 1

 

Xact 2 Poised at Block 24 (TES7+2).  Relative Clock: 24.0000

: STEP 1

 

Xact 2 Poised at Block 22 (TES7).  Relative Clock: 24.0000

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST3.GPS Source Code...

25                    3         TES8    LOGIC R P2

26                    3                 LOGIC R P3

27                    2                 TERMINATE

28                    0                 GENERATE 100

29                    0                 TERMINATE 1

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: ON   Abs Clock:  24.0000      Rel Clock: 24.0000      TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 5        Curblk: 26       Nextblk: 27        Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 18.0000      Priority: 20

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 2 Placed on FEC at Block 22 (TES7).  Relative Clock: 24.0000

: STEP 1

 

 

Xact 5 Poised at Block 26 (TES8+1).  Relative Clock: 24.0000

: STEP 1

 

Xact 5 Poised at Block 27 (TES8+2).  Relative Clock: 24.0000

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST3.GPS Source Code...

8                     4                 ASSIGN 3,FN$OPR2

9                     4                 GATE LR P2

10                    3                 LOGIC S P2

11                    3                 TEST NE P2,P3,WFCP

12                    0                 GATE LR P3

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: OFF  Abs Clock:  24.0000      Rel Clock: 24.0000      TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 6        Curblk: 9        Nextblk: 10        Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 0.           Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 5 Poised at Block 27 (TES8+2).  Relative Clock: 24.0000

: STEP 1

 

 

Xact 5 Destroyed at Block 27 (TES8+2).  Relative Clock: 24.0000

:

 

Была проимитирована работа логики декодирования при поступлении команд формата регистр-регистр. Были рассмотрены два типа конфликтов: две команды хотят обратиться к одному РОН (транзакт 1 и 4) и одна команда требует обращения к одному и тому же РОН (транзакт 3).

Логика  декодирования работала в соответствии с алгоритмом. При обращении к РОН 7 второй командой произошла блокировка логики декодирования. У третьей команды, первый операнд которой равен второму, произошла перезапись второго операнда в копию РОН.

 

Тест 4

 

Рассмотрим  работу логики декодирования при  поступлении команд работы с памятью. Удалим из программы все блоки, не относящиеся к логике декодирования. Параметр 1 будет указывать на номер текущей команды. Для этого заменим строчку ASSIGN 1,FN$WCOP на:

TES3 SAVEVALUE NUMB+,1

ASSIGN 1,NUMB.

 

Функции, определяющие первый и второй операнды:

OPR1 FUNCTION P1,E2

2,FN$REG1/4,FN$REG1

OPR2 FUNCTION P1,E2

2,FN$REG2/4,100

REG1  FUNCTION RN2,D15

.066,1/.132,2/.198,3/.264,4/.33,5/.397,6/.464,7/.531,8/.598,9/.665,10/.732,11/.799,12/.866,13/.933,14/1,15

REG2  FUNCTION RN3,D15

.066,1/.132,2/.198,3/.264,4/.33,5/.397,6/.464,7/.531,8/.598,9/.665,10/.732,11/.799,12/.866,13/.933,14/1,15

заменим на:

OPR1 FUNCTION P1,D3 

1,7/2,7/3,5

 

Уберем все блоки работы логики декодирования для команд формата регистр-регистр:

TEST E P1,2,TES4

GATE LR P2

LOGIC S P2

TEST NE P2,P3,WFCP

GATE LR P3

LOGIC S P3

WFCP ADVANCE 1

TRANSFER ,OUTL

 

В тесте 2 была рассмотрена  работа Е-устройства. Поэтому для  упрощения заменим блок Е-устройства на:

GENERATE ,,,1,10 

TES7 ADVANCE 8 

UNLINK BUF2,TES8,1.

 

Промоделируем полученную систему.

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

2                     1         TES3    SAVEVALUE NUMB+,1

3                     1                 ASSIGN 1,NUMB

4                     0                 TEST L CH$BUF2,X$SBF2

5                     0                 PRIORITY 15

6                     0                 SEIZE LOGC

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: OFF  Abs Clock:  0.           Rel Clock: 0.           TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 1        Curblk: 3        Nextblk: 4         Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 0.           Priority: 10

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 1 Poised at Block 2 (TES3).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

 

Xact 1 Poised at Block 3 (TES3+1).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

Xact 1 Poised at Block 4 (TES3+2).  Relative Clock: 0.

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

5                     1                 PRIORITY 15

6                     1                 SEIZE LOGC

7                     0                 ASSIGN 2,FN$OPR1

8                     0                 ASSIGN 3,100

9                     0         TES4    GATE LR P2

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: ON   Abs Clock:  0.           Rel Clock: 0.           TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 1        Curblk: 6        Nextblk: 7         Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 0.           Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 1 Poised at Block 5 (TES3+3).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

 

Xact 1 Poised at Block 6 (TES3+4).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

Xact 1 Poised at Block 7 (TES3+5).  Relative Clock: 0.

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

8                     1                 ASSIGN 3,100

9                     1         TES4    GATE LR P2

10                    0                 LOGIC S P2

11                    0         CTES    TEST E P1,1,OUTL

12                    0                 GATE LR 100

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: ON   Abs Clock:  0.           Rel Clock: 0.           TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 1        Curblk: TES4     Nextblk: 10        Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 0.           Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 1 Poised at Block 8 (TES3+6).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

 

Xact 1 Poised at Block 9 (TES4).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

Xact 1 Poised at Block 10 (TES4+1).  Relative Clock: 0.

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

12                    0                 GATE LR 100

13                    0                 LOGIC S 100

14          1         1         OUTL    ADVANCE 1

15                    0                 RELEASE LOGC

16                    0                 SPLIT 1,TES3

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: ON   Abs Clock:  0.           Rel Clock: 0.           TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 1        Curblk: OUTL     Nextblk: 15        Chains: FEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 1.0000       Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 1 Poised at Block 11 (CTES).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

 

Xact 1 Poised at Block 14 (OUTL).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

Xact 1 Placed on FEC at Block 14 (OUTL).  Relative Clock: 0.

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

33                    0                 TRANSFER ,TES6

34                    1                 GENERATE ,,,1,10

35                    0         TES7    ADVANCE 8

36                    0                 UNLINK BUF2,TES8,1

37                    0                 SAVEVALUE LOADN-,1

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: OFF  Abs Clock:  0.           Rel Clock: 0.           TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 4        Curblk: 34       Nextblk: TES7      Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 0.           Priority: 10

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 2 Poised at Block 22 (TES5).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

 

Xact 3 Poised at Block 27 (TES6).  Relative Clock: 0.

: STEP 1

 

Xact 4 Poised at Block 35 (TES7).  Relative Clock: 0.

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

16          1         2                 SPLIT 1,TES3

17                    1                 TEST L X$OAR,X$SOAR

18                    0                 SAVEVALUE OAR+,1

19                    0         BUF2    PRIORITY 20

20                    0                 LINK BUF2,FIFO

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: ON   Abs Clock:  1.0000       Rel Clock: 1.0000       TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 1        Curblk: 17       Nextblk: 18        Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 1.0000       Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 1 Poised at Block 16 (OUTL+2).  Relative Clock: 1.0000

: STEP 1

 

 

Xact 1 Poised at Block 17 (OUTL+3).  Relative Clock: 1.0000

: STEP 1

 

Xact 1 Poised at Block 18 (OUTL+4).  Relative Clock: 1.0000

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

18                    1                 SAVEVALUE OAR+,1

19                    1         BUF2    PRIORITY 20

20          1         1                 LINK BUF2,FIFO

21          1         1                 GENERATE ,,,1,10

22                    0         TES5    TEST G X$OAR,0

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: ON   Abs Clock:  1.0000       Rel Clock: 1.0000       TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 1        Curblk: 20       Nextblk: --??--    Chains: UCH      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 1.0000       Priority: 20

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 1 Poised at Block 19 (BUF2).  Relative Clock: 1.0000

: STEP 1

 

 

Xact 1 Poised at Block 20 (BUF2+1).  Relative Clock: 1.0000

: STEP 1

 

Xact 1 Placed on user chain at Block 20 (BUF2+1).  Relative Clock: 1.0000

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

3                     2                 ASSIGN 1,NUMB

4                     2                 TEST L CH$BUF2,X$SBF2

5                     1                 PRIORITY 15

6                     1                 SEIZE LOGC

7                     1                 ASSIGN 2,FN$OPR1

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: OFF  Abs Clock:  1.0000       Rel Clock: 1.0000       TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 6        Curblk: 4        Nextblk: 5         Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 0.           Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 6 Poised at Block 3 (TES3+1).  Relative Clock: 1.0000

: STEP 1

 

 

Xact 6 Poised at Block 4 (TES3+2).  Relative Clock: 1.0000

: STEP 1

 

Xact 6 Poised at Block 5 (TES3+3).  Relative Clock: 1.0000

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

6                     2                 SEIZE LOGC

7                     2                 ASSIGN 2,FN$OPR1

8                     1                 ASSIGN 3,100

9                     1         TES4    GATE LR P2

10                    1                 LOGIC S P2

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: ON   Abs Clock:  1.0000       Rel Clock: 1.0000       TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 6        Curblk: 7        Nextblk: 8         Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 0.           Move-Time: 0.           Priority: 15

--------------------------------------------------------------------------------

 

 

Xact 6 Poised at Block 6 (TES3+4).  Relative Clock: 1.0000

: STEP 1

 

 

Xact 6 Poised at Block 7 (TES3+5).  Relative Clock: 1.0000

: STEP 1

 

Xact 6 Poised at Block 8 (TES3+6).  Relative Clock: 1.0000

:

 

                  GPSS/H Source-Mode Interactive Debugger

Block Current     Total         TEST4.GPS Source Code...

22                    1         TES5    TEST G X$OAR,0

23                    1                 TEST L X$ODR,X$OAR

24                    0         WOS2    SAVEVALUE ODR+,1

25                    0                 TRANSFER ,TES5

26          1         1                 GENERATE ,,,1,10

--------------------------------------------------------------------------------

S/C: OFF  Abs Clock:  1.0000       Rel Clock: 1.0000       TTG: 1

--------------------------------------------------------------------------------

 Xact: 2        Curblk: 23       Nextblk: WOS2      Chains: CEC      PC:

 

Mark-Time: 1.0000       Move-Time: 0.           Priority: 10

Информация о работе Ресурсные и информационные конфликты в конвейерных системах