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问答题

试设计一个采用固定优先级的具有4个输入的集中式独立请求裁决器。

参考答案:

问答题

假定一个32位微处理器的外部处理器总线的宽度为16位,总线时钟频率为40MHz,假定一个总线事务的最短周期是4个总线时钟周期,该处理器的最大数据传输率是多少?如果将外部总线的数据线宽度扩展为32位,那么该处理器的最大数据传输率提高到多少?这种措施与加倍外部总线时钟频率的措施相比,哪种更好?

参考答案:一次总线事务至少为4×1/40M(秒),只能传送16位数据,故处理器最大数据传输率为:2B/(4×1/40M)=20MB...

问答题

VAX SBI总线采用分布式的自举裁决方案,总线上每个设备有惟一的优先级,而且被分配一根独立的总线请求线REQ,SBI有16根这样的请求线(REQ0,…REQ15),其中REQ0优先级最高,请问:最多可有多少个设备连到这样的总线上?为什么?

参考答案:

问答题

假设一个同步总线的时钟频率为50MHz,总线宽度为32位,该总线的最大数据传输率为多少?若要将该总线的带宽提高一倍,可以有哪几种方案?

参考答案:

最大数据传输率为:4B×50M=200MB/s
方案一:将时钟频率提高一倍;
方案二:将总线宽度提高一倍。

问答题

假设有一段程序的核心模块中有五条分支指令,该模块将会被执行成千上万次,在其中一次执行过程中,五条分支指令的实际执行情况如下(T:Taken;N:notTaken)。分支指令1(B1):T–T–T。分支指令2(B2):N–N–N–N。分支指令3(B3):T–N–T–N–T–N。分支指令4(B4):T–T–T–N–T。分支指令5(B5):T–T–N–T–T–N–T。假定各个分支指令在每次模块执行过程中实际执行情况都一样,并且动态预测时,每个分支指令都有各自的预测表项,每次执行时的初始预测位都相同。请给出以下几种预测方案的预测准确率。
(1)静态预测,总是预测转移(Taken)。
(2)静态预测,总是预测不转移(notTaken)。
(3)一位动态预测,初始预测转移(Taken)。
(4)二位动态预测,初始预测弱转移(Taken)。

参考答案:

问答题

假设数据通路中各主要功能单元的操作时间为:存储单元:200ps;ALU和加法器:100ps;寄存器堆读口或写口:50ps。程序中指令的组成比例为:取数25%、存数10%、ALU52%、分支11%、跳转2%。假设时钟周期取存储器存取时间的一半,MUX、控制单元、PC、扩展器和传输线路等的延迟都忽略不计,则下面的实现方式中,哪个更快?快多少?
(1)单周期方式:每条指令在一个固定长度的时钟周期内完成;
(2)多周期方式:每类指令时钟数:取数-7,存数-6,ALU-5,分支-4,跳转-4;
(3)流水线方式:取指1、取指2、取数/译码、执行、存取1、存取2、写回7段流水线;没有结构冒险;数据冒险采用“转发”技术处理;load指令与后续各指令之间存在依赖关系的概率分别1/2、1/4、1/8、…;分支延迟损失时间片为2,预测准确率为75%;不考虑异常、中断和访问失效引起的流水线冒险。

参考答案:

问答题

在一个采用“取指、译码/取数、执行、访存、写回”的五段流水线中,若检测结果是否为“零”的操作在执行阶段进行,则分支延迟损失时间片(即分支延迟槽)为多少?以下一段MIPS指令序列中,在考虑数据转发的情况下,哪些指令执行时会发生流水线阻塞?各需要阻塞几个时钟周期?

参考答案:

问答题

假定在一个带转发功能的五段流水线中执行以下程序段,则可以怎样调整以下指令序列使其性能达到最好?

参考答案:

问答题

假定有一个程序的指令序列为“lw,add,lw,add,…”。add指令仅依赖它前面的lw指令,而lw指令也仅依赖它前面的add指令,寄存器写口和寄存器读口分别在一个时钟周期的前、后半个周期内独立工作在不带转发的五段流水线中执行该程序,其CPI为多少?

参考答案:如果没有转发,而寄存器写口和寄存器读口分别在一个时钟周期的前、后半个周期内工作,则在每条lw指令和add指令之间将会有两...

问答题

假定有一个程序的指令序列为“lw,add,lw,add,…”。add指令仅依赖它前面的lw指令,而lw指令也仅依赖它前面的add指令,寄存器写口和寄存器读口分别在一个时钟周期的前、后半个周期内独立工作在带转发的五段流水线中执行该程序,其CPI为多少?

参考答案:因为lw指令和add指令之间存在一个load- use数据冒险,所以每个lw指令和add指令之间要有一次流水线...
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