6.流水線的藝術

簡述

總的來說思路就是，一級電路處理a1，交給二級電路，在二級電路處理a1的時候，一級電路處理a2，也就是電路時鐘處於工作狀態，而不用等待最後一級輸出a1之後再處理a2。

DLX指令集的實現

指令集主要分為5個部分，：

1. 指令獲取（IF）
2. 指令解碼、暫存器獲取（ID）
3. 執行、有效地址週期（EX）
4. 訪問儲存器、分支完成周期（MEM）
5. 寫會週期（WB）
   使用多週期流水線實現上述指令集需要9個週期就可以執行5條指令，單週期操作5個指令則需要25個週期，效能提升了2.8倍

流水線注意事項

1. 所有共享一條流水線的指令的階段和階段次序必須相同。不需要則在該週期不操作
2. 所有中間值必須在各個週期鎖存
3. 不能服用任何模組
4. 一個階段的所有操作應該在一個週期內完成

流水線冒險

1. 結構冒險，一個指令的多個階段需要使用同一個儲存器等硬體資源，例如i為0的時候i++，和i=100+i，這兩個指令如果同時爭奪一個儲存器
2. 資料冒險，後一個指令輸入為上一個指令的輸出
3. 控制冒險，後一個指令的控制引數（地址？程式計數器？）為上一個輸入

adc使用流水線可以顯著提升取樣速率