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1．ARM的3级流水线 ARM7架构采用了一个3段的流水线。 （1）取指：将指令从内存中取出来。 （2）译码：操作码和操作数被译码以决定执行什么功能。 （3）执行：执行已译码的指令。 2．ARM的流水线设计问题 由上面的分析可以看到，在ARM7的3级流水线结构中流水线易出现阻塞或间断，这必然降低流水线的效率，因此，为了提高处理器的性能，必然要考虑如何优化处理器的组织结构。 1）缩短程序执行时间 计算处理器运行一个给定程序所需的时间的公式为： Tprog=  式中：Tprog是执行一个程序所需时间；Ninst是执行该程序的指令条数；CPI是执行每条指令的平均时钟周期数；fclk是处理器的时钟频率。 2）解决流水线的相关问题 （1）流水线的结构相关 （2）流水线的数据相关 （3）流水线的控制相关 3．ARM的5级流水线 5级流水线可分为： （1）取指：将指令从指令存储器中取出，放入指令流水线中。 （2）指令译码：对指令进行译码，从寄存器堆中读取寄存器操作数。 （3）执行：把一个操作数移位，产生ALU结果。如果指令是load或store，在ALU中计算存储器的地址。 （4）数据缓存：如果需要，访问数据存储器；否则，ALU的结果只是简单地缓冲一个时钟周期，以便使所有指令具有同样的流水线流程。 （5）写回：将指令产生的结果回写到寄存器堆，包括任何从存储器读取的数据。 |