254risc的关键技术(编辑修改稿)

254risc的关键技术(编辑修改稿)内容摘要：

局部寄存器 10 15 10 与下一过程合用 15 10 与下一过程合用 15 10 与下一过程合用 9 0 全局寄存器 9 0 全局寄存器 9 0 全局寄存器 9 0 全局寄存器 物理寄存器 A 过程的 寄存器窗口 B 过程的 寄存器窗口 C 过程的 寄存器窗口 重叠寄存器窗口技术 例子：（在 RISC II中采用的方法） 目前， SUN公司的 SPARC、 SuperSPARC、 UtraSPARC等处理机，把最后一个过程与第一个过程的公用寄存器重叠起来，形成一个循环圈。 效果： 可以减少大量的访存操作。 另外，要在主存中开辟一个堆栈，当调用层数超过规定层数（寄存器溢出）时，把益出部分的寄存器中内容压入堆栈。 寄存器窗口技术的效果程序名称 调用次数最大调用深度RISC II溢出次数RISC II访存次数VAX11访存次数Quicksort 111K( ％ ) 10 64 4K( ％ ) 696K(50 ％ )Puzzle 43K( ％ ) 20 124 8K( ％ ) 444K(28 ％ )过程调用所需开销的比较机器类型 执行指令条数 执行时间 ( 微秒 ) 访问存储器次数VAX11PDP11MC68000RISC II519962622192101512注： Q u i c k s o r t 程序的调用的次数多，深度不大， P u z z l e 程序正好相反4. 指令流调整技术 目标： 通过变量重新命名消除数据相关，提高流水线效率 例子 ：调整后的指令序列比原指令序列的执行速度快一倍 ADD R1,R2,R3 ADD R1,R2,R3 ADD R3,R4,R5 MUL R6,R7,R0 MUL R6,R7,R3 ADD R3,R4,R5 MUL R3,R8,R9 MUL R0,R8,R9 调整前的指令序列 调整后的指令序列 5. 以硬件为主固件为辅 固件的主要缺点是： 执行速度低。 目前， ROM的速度低于 SRAM 一条机器指令通常要多条微指令解释执行 固件的主要优点是： 便于实现复杂指令，便于修改指令系统 以硬联逻辑为主 来实现指令系统 对于少数复杂的指令，目前的许多处理机也用微程序技术实现。 RISC优化编译技术 RISC对编译器带来的方便主要有： (1)指令系统比较简单、对称、均匀，指令选择工作简单。 (2)选择寻址方式的工作简单， (3)因为采用 LOAD/STORE方式，省去了是否生成访问存储器指令的选择工作。 (4)由于大多数指令在一个周期内执行完成，为编译器调整指令序列提供了极大的方便。 RISC对编译器造成的困难主要有： (1)必须精心安排每一个寄存器的用法，以便充分发挥每一个通用寄存器的效率，尽量减少访问主存储器的次数。