Org8

Revisão do caminho de dados com pipelining
PCSrc
ID/EX

Organizaç
Organização e Arquitetura de computadores

EX/MEM
Control
IF/ID
Add
RegWrite

4

PC

Add

Data
Memory

Register Read
Read Addr 2Data 1

Read
Address

File
Write Addr
Write Data

ALUSrc

16

Sign
Extend

Address

ALU

Read
Data 2

MemtoReg

Read
Data

Write Data
ALU
cntrl

Prof. Dr. Luciano José Senger

MEM/WB

Branch

Read Addr 1

Instruction
Memory

Solucionando Hazards no pipeline

Shift left 2

32

MemWrite MemRead

ALUOp

RegDst

Soluç
Solução com encaminhamento ( forwarding )

Forma mais simples de resolver hazard de dados

stall

O r d e r

stall sub $4,$1,$5

IM

Reg

DM

Reg

DM

Reg

sub $4,$1,$5

and $6,$7,$1 or $8,$1,$1

sw

$4,4($1)

IM

Reg

IM

Reg

IM

Reg

IM

Reg

DM

Reg

DM

Reg

DM

Resolve o hazard através do encaminhamento do resultado tão logo este esteja disponível Reg

DM

ALU

Reg

ALU

and $6,$7,$1

IM

ALU

O r d e r

I n s t r.

ALU

Reg

Reg

ALU

DM

IM

ALU

Reg

add $1,

ALU

IM

ALU

add $1,

I n s t r.

Resolve o hazard através da espera, mas tem impacto negativo no
CPI

Implementaç
Implementação de encaminhamento

Implementaç
Implementação do encaminhamento

• Encaminhamento (forwarding)

• Controle do Multiplexador

– A implementação do forwarding necessita de uma forma de identificar o hazard
– Deve-se coletar o resultado dos registradores de pipeline e realizar o encaminhamento para a ALU que necessita dos dados
• Para a ALU, as entradas vem de quaisquer registradores de pipeline ao invés do registrador ID/EX
• Multiplexadores são adicionados nas entradas da ALU para selecionados os dados corretos
• Adiciona-se um controle de hardware apropriado para controlar os novos multiplexadores
• Outras unidades funcionais, como DM, necessitam de uma lógica similar – Com forwarding, é possível atingir um CPI igual a 1 mesmo quando existirem dependências de dados

Reg

DM

Reg

Condiç
Condições para detecç detecção de hazard de dados

I n s t r.

!= 0)
=