計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)三DLX處理器程序設(shè)計(jì)

1、實(shí)驗(yàn)三    DLX處理器程序設(shè)計(jì)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#160;學(xué)習(xí)使用DLX匯編語(yǔ)言編程，進(jìn)一步分析相關(guān)現(xiàn)象。2.代碼清單及注釋說(shuō)明.dataVectorLength:.word16Vector1:.double1.923101,2.149914,3.453894,4.316657,5.243715,6.274374,7.896253,8.453792,9.457121,10.452391,11.316422,12.965313,13.128674,14.456345,15.443476,16.976347Vector2:.double1.453444,2.

2、253445,3.976833,4.545744,5.671645,6.145456,7.976447,8.963118,9.643178,10.346149,11.974138,12.346127,13.967316,14.316485,15.976314,16.346273Printf1:.asciiz"The result isn"Printf2:.asciiz"%ft".align2PrintfHead:.wordPrintf1PrintfValue:.wordPrintf2result:.space8.textmain:addir14,r0,P

3、rintfHeadtrap5lwr20,VectorLengthaddi r2,r0,0loop:ldf0,Vector1(r2)ldf2,Vector2(r2)adddf4,f0,f2sdresult,f4addir14,r0,PrintfValuetrap5addir2,r2,8subir20,r20,1bnezr20,looptrap03.程序相關(guān)性分析結(jié)果載入ADD.S，執(zhí)行。運(yùn)行結(jié)果：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)：有數(shù)據(jù)相關(guān)（RAW相關(guān)），控制相關(guān)總共執(zhí)行周期為365，數(shù)據(jù)相關(guān)為146（40.00%），控制相關(guān)為15（4.11%）。3.1觀察程序中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)/控制/結(jié)構(gòu)相關(guān)3.1.1數(shù)據(jù)相關(guān)指令組合：s

4、ubi r16,r16,0x1bnez r16,Loop后者的條件判斷需要等到前者執(zhí)行完。指令組合：addd f4,f2,f0ad Result(r0),f4存在RW相關(guān)3.1.2控制相關(guān)指令組合：Bnez r16,LoopTrap 0x0前者執(zhí)行到ID段時(shí)轉(zhuǎn)移指令成功轉(zhuǎn)移，后者則執(zhí)行完IF段后就斷流。3.2增加浮點(diǎn)運(yùn)算部件總共執(zhí)行周期為365，數(shù)據(jù)相關(guān)為146（40.00%），控制相關(guān)為15（4.11%）。通過(guò)觀察該圖可知，增加浮點(diǎn)運(yùn)算部件數(shù)量不能改善流水線的性能。3.3增加forward部件由圖可知：執(zhí)行周期總數(shù)為299，數(shù)據(jù)相關(guān)80（26.76%），控制相關(guān)為15（5.02%）。增加fo

5、rward部件后，執(zhí)行總周期書減少，數(shù)據(jù)相關(guān)減少，控制相關(guān)不變。加速比為365/299 = 1.223.4轉(zhuǎn)移指令的影響(1)轉(zhuǎn)移成功(2)轉(zhuǎn)移失敗由上面可以看出，當(dāng)轉(zhuǎn)移成功時(shí)，已經(jīng)進(jìn)入取指階段的指令被放棄，轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)移的目標(biāo)指令的取指操作，這就造成了流水線的斷流；若轉(zhuǎn)移失敗，已經(jīng)進(jìn)入取指階段的指令繼續(xù)進(jìn)入譯碼階段，流水線不斷流。·實(shí)驗(yàn)總結(jié)在實(shí)驗(yàn)中，WinDLX所加載的.s文件不要出現(xiàn)中文格式，不然會(huì)導(dǎo)致加載失敗 ,在編寫雙精度浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算時(shí)有些對(duì)于指令掌握不熟練，并且雙精度double型運(yùn)算指令，其所有的運(yùn)算指令名稱上面都要加上“d”才ok。而如果是單精度的，則需要添加字母“f”；其次，對(duì)于浮點(diǎn)數(shù)的相關(guān)設(shè)置，包括狀態(tài)寄存器和浮點(diǎn)寄存器都需要在實(shí)驗(yàn)之前查資料了解透徹，不然在試驗(yàn)中就會(huì)有語(yǔ)法錯(cuò)誤。通過(guò)此次實(shí)驗(yàn)我對(duì)實(shí)驗(yàn)二所進(jìn)行的數(shù)據(jù)相關(guān)、控制相關(guān)、結(jié)構(gòu)相關(guān)的性能分析做了更深入的了解，以及對(duì)于功能部件對(duì)流水線的影響，forwarding技術(shù)對(duì)流水線的影響，還有就是靜態(tài)指令調(diào)度等。通過(guò)自行編寫向量矢量算法，在代