系统结构考点之流水线延迟禁止表

基本是空白的

如题：2020年10月

分析

还是从基础的点开始

基础知识

什么是预约表？

类似于时空图。

如果任务在第n拍要用到第k段，就在相应的第n列第k行的交点处用

• 打上对勾

什么是延迟禁止表？

根据预约表可以很容易得出一个任务使用各段所需间隔的拍数（延迟）。这些延迟构成的集合，就是一个延迟禁止表。

禁止的意思：要想不争用流水线的功能段，相邻两个任务进入流水线的拍数就不能为集合里的元素。

什么又是冲突向量？？

用一个N-1位的位向量来表示后续新任务间隔各种不同的拍数送入流水线时，是否具发生功能段使用冲突，称此位向量为冲突向量C.

如何表示冲突向量

找出延迟禁止表里面最大的数，最大数是几，就写几个空的二进制位。
然后根据延迟禁止表里的数，从右到左依次填到空的二进制位里。如禁止表里有3，那就在从右到左的第3位处补1.

写到这里，基本上是可以回答第一问了：

各段分别的间隔时间如下：

S1:7-1=6 S2:5-2=3 S3:4-3=1 S4:7-4=3 S5=6-5=1;合并掉相同的项后是F={6,3,1}

初始冲突向量C=100101

第二问，什么是状态转移图？

初始冲突向量，1表示在节拍数时，会发生冲突状态。那在不会发生冲突的状态，就可以发生状态转移。剩下的问题就是如何用冲突向量表示新的状态？
1.把不发生冲突的状态先表示出来，其实就是将初始冲突向量中0位去掉，使之发生。如100101，第二位是0，那就将冲突向量右移2位。
2.再与初始冲突向量进行 或 运算，得到的就是新的状态，也就是在相隔0位的时间拍内可以调度一个新的任务。
3.得到新的状态，有0的话，继续1，2步的操作。直到都是循环起来为止。
第二问答案如下图所示：

第三问，什么是最小平均延迟？？

指的是平均每隔多少拍可以调度一个任务。
如何求最小平均延迟呢？
根据上步得到的状态转移图，得出所有的循环状态（也就是调度方案），算出平均时间
（5） 5
（2，5） 3.5
（2，2，5） (2+2+5)/3= 3
（4，5） 4.5
（4） 4
所以最小的平均延迟就是3 $\Delta t$，同时，最大吞吐率就是1/3$\Delta t$
最佳的调度方案就是（2，2，5）

扩展知识 如何根据状态转移图画流水线时空图

如题：按最佳调度方案，输入4个任务的时空图。

最佳调度方案（2，2，5）表示什么呢？

表示第1号从0开始后，第2号任务间隔2个$\Delta t$进入流水线，第3个任务也是间隔2个$\Delta t$，第4号任务间隔5个$\Delta t$进入流水线。相当于流水线计算最大吞吐率时，瓶颈子段最大延迟时间。

知道最佳调度方案后，如何画时空图呢？

1.根据预约表，S1段在第1拍与第7拍有任务，所以在时空图中的第1个$\Delta t$和第7个$\Delta t$分别画上格子。
2.根据预约表，同上，完成S2,S3,S4,S5段的任务格。并标出是任务1
3.根据任务1的时空图，分别出任务2，3，4的时空图。注意，间隔的时间是最佳调度方案来的，详见（2，2，5）表示什么？。画任务2时，S1段由于是间隔2个$\Delta t$，所以起点位置在2，终点确定时，就是由任务1的终点+2即可。依次进行。
最后第4个任务是自己加的，画不出来的，因为起点处与任务2起点重合了，还是有问题，但思想就是这么个思想。