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  3. 嵌入式处理器流水线技术中的结构冒险是指_____。

嵌入式处理器流水线技术中的结构冒险是指_____。

admin2021-01-07  32
问题 嵌入式处理器流水线技术中的结构冒险是指_____。
选项 A、因无法提供执行所需数据而导致指令不能在预定的时钟周期内执行的情况
B、因取到指令不是所需要的而导致指令不能在预定的时钟周期内执行的情况
C、因缺乏硬件支持而导致指令不能在预定的时钟周期内执行的情况
D、因硬件出错而导致指令不能在预定的时钟周期内执行的情况
答案A
解析 本题考查嵌入式处理器流水线技术的基础知识。
    流水线(pipeline)技术是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种准并行处理实现技术。流水线是Intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就像工业生产上的装配流水线。在CPU中由5～6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5～6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高CPU的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即取指令、译码、执行、写回结果。
    流水线中存在三种冒险，分别是数据冒险、结构冒险和控制冒险。数据冒险是指一条指令需要使用之前指令的计算结果，但是之前结果还没有返回产生的冲突现象；结构冒险是指因硬件资源满足不了指令重叠执行的要求而发生的冲突现象；控制毛线是指流水线遇到分支指令或者其他可能引起PC指针进行改变的指令所引起的冲突现象。流水线冒险可能带来的问题是：执行结果错误、或者流水线可能会出现停顿，从而降低流水线的实际效率和加速比。
    数据冒险导致的原因常常是相关指令靠的足够近时候，它们在流水线中的重叠执行或者重新排序会改变指令读／写操作数的顺序。常导致结构冒险的原因可能有功能部件不是完全流水，资源份数不够等。控制冒险的原因在于分支指令，因此在处理分支指令时候一般可以通过“冻结”或者“排空”流水线的方式进行该冒险消除。
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