در تاریخ سخت افزار رایانه ، برخی از واحدهای پردازش مرکزی رایه ( RISC CPU ) مجموعه دستورالعمل های اولیه کاهش یافته از راه حل هایی با ساختاری مشابه استفاده می کردند که اکنون خط لوله RISC کلاسیک نامیده می شود. این CPUها عبارتند از: MIPS ، SPARC ، Motorola 88000 و در national CPU DLX که برای آموزش اختراع شد .
هر یک از این طراحی های RISC اسکالر کلاسیک واکشی می کند و سعی می کند یک دستور را در هر چرخه انجام بدهد. مفهوم مشترک هر طراحی یک خط لوله دستورالعمل اجرایی پنج مرحله ای است. در طول عملیات، هر مرحله خط لوله بر اساس یک دستورالعمل در یک زمان مشخص کار می کند. هر یک از این مراحل شامل مجموعه ای از فلیپ فلاپ ها برای حفظ حالت و منطق ترکیبی است که بر روی خروجی های آن فلیپ فلاپ ها عمل می کند.
عملیات ها در حافظه هستند که خودن آن ها یک چرخه طول می کشد. این حافظه را می تو به SRAM یا یک کش عملیات در نظر گرفت. اصطلاح "تاخیر" اغلب در علوم کامپیوتر استفاده می شود و به معنای زمانی است که یک عملیات شروع می شود تا زمانی که آن عملیات کامل شود. بنابراین، عملیات واکشی دارای تأخیر یک سیکل ساعت است ( در صورت استفاده از SRAM تک چرخه یا اگر دستورالعمل در حافظه ی کش بود ) . بنابراین، در مرحله واکشی دستورالعمل ، یک دستورالعمل 32 بیتی از حافظه دستورالعمل واکشی می شود.
شمارنده برنامه یا PC یک رجیستر است که آدرسی را که به حافظه دستورالعمل ارائه می شود نگه می دارد. آدرس در شروع یک چرخه به حافظه دستورالعمل ارائه می شود. سپس در طول چرخه، دستورالعمل از حافظه دستورالعمل خوده می شود و در هم زم، محاسبه ای برای تعیین شمارنده برنامه بعدی جام می شود. شمارنده برنامه با افزایش چهار شمارنده برنامه و با تخاب اینکه آیا آن را به عنو شمارنده برنامه در نظر بگیرید یا نتیجه محاسبه شاخه / پرش را به عنو شمارنده برنامه محاسبه کنید. توجه داشته باشید که در RISC کلاسیک، تمام دستورالعمل ها طول یکسی دارند. ( این چیزی است که RISC را از CISC [ ۱] جدا می کند ) . در طرح های اصلی RISC، دازه یک دستورالعمل 4 بایت است، بنابراین همیشه 4 را به آدرس دستورالعمل اضافه کنید، اما از PC + 4 برای یک شاخه، پرش، یا استثنا استفاده نکنید ( به شاخه های تاخیری در زیر مراجعه کنید. ) . ( توجه داشته باشید که برخی از ماشین های مدرن از الگوریتم های پیچیده تری ( پیش بینی شاخه و پیش بینی هدف شاخه ) برای حدس زدن آدرس دستورالعمل بعدی استفاده می کنند. )
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفهر یک از این طراحی های RISC اسکالر کلاسیک واکشی می کند و سعی می کند یک دستور را در هر چرخه انجام بدهد. مفهوم مشترک هر طراحی یک خط لوله دستورالعمل اجرایی پنج مرحله ای است. در طول عملیات، هر مرحله خط لوله بر اساس یک دستورالعمل در یک زمان مشخص کار می کند. هر یک از این مراحل شامل مجموعه ای از فلیپ فلاپ ها برای حفظ حالت و منطق ترکیبی است که بر روی خروجی های آن فلیپ فلاپ ها عمل می کند.
عملیات ها در حافظه هستند که خودن آن ها یک چرخه طول می کشد. این حافظه را می تو به SRAM یا یک کش عملیات در نظر گرفت. اصطلاح "تاخیر" اغلب در علوم کامپیوتر استفاده می شود و به معنای زمانی است که یک عملیات شروع می شود تا زمانی که آن عملیات کامل شود. بنابراین، عملیات واکشی دارای تأخیر یک سیکل ساعت است ( در صورت استفاده از SRAM تک چرخه یا اگر دستورالعمل در حافظه ی کش بود ) . بنابراین، در مرحله واکشی دستورالعمل ، یک دستورالعمل 32 بیتی از حافظه دستورالعمل واکشی می شود.
شمارنده برنامه یا PC یک رجیستر است که آدرسی را که به حافظه دستورالعمل ارائه می شود نگه می دارد. آدرس در شروع یک چرخه به حافظه دستورالعمل ارائه می شود. سپس در طول چرخه، دستورالعمل از حافظه دستورالعمل خوده می شود و در هم زم، محاسبه ای برای تعیین شمارنده برنامه بعدی جام می شود. شمارنده برنامه با افزایش چهار شمارنده برنامه و با تخاب اینکه آیا آن را به عنو شمارنده برنامه در نظر بگیرید یا نتیجه محاسبه شاخه / پرش را به عنو شمارنده برنامه محاسبه کنید. توجه داشته باشید که در RISC کلاسیک، تمام دستورالعمل ها طول یکسی دارند. ( این چیزی است که RISC را از CISC [ ۱] جدا می کند ) . در طرح های اصلی RISC، دازه یک دستورالعمل 4 بایت است، بنابراین همیشه 4 را به آدرس دستورالعمل اضافه کنید، اما از PC + 4 برای یک شاخه، پرش، یا استثنا استفاده نکنید ( به شاخه های تاخیری در زیر مراجعه کنید. ) . ( توجه داشته باشید که برخی از ماشین های مدرن از الگوریتم های پیچیده تری ( پیش بینی شاخه و پیش بینی هدف شاخه ) برای حدس زدن آدرس دستورالعمل بعدی استفاده می کنند. )
wiki: خط لوله کلاسیک