實驗六再定序緩沖（ROB）工作原理6.1實驗?zāi)康募由顚χ噶罴壊⑿行约捌溟_發(fā)的理解；加深對基于硬件的前瞻執(zhí)行的理解；掌握ROB在流出、執(zhí)行、寫結(jié)果、確認4個階段所進行的操作；掌握ROB緩沖器的結(jié)構(gòu)；給定被執(zhí)行代碼片段，對于具體某個時鐘周期，能寫出保留站、ROB以及浮點寄存器狀態(tài)表內(nèi)容的變化情況。6.2實驗平臺再定序緩沖ROB模擬器，《計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實踐教程》附書光盤中提供，清華大學(xué)出版社。設(shè)計：張晨曦教授（xzhang2000@），版權(quán)所有。開發(fā)：劉璐。6.3實驗內(nèi)容及步驟首先要掌握ROB模擬器的使用方法。（見6.4節(jié)）1.假設(shè)浮點功能部件的延遲時間為：加法2個時鐘周期，乘法10個時鐘周期，除法40個時鐘周期。（1）對于下面的代碼段，給出當指令MUL.D即將確認時保留站、ROB以及浮點寄存器狀態(tài)表的內(nèi)容。L.D F6,34（R2）L.D F2,45（R3）MUL.D F0,F2,F4SUB.D F8,F6,F2DIV.D F10,F0,F6ADD.D F6,F8,F2（2）按步進方式執(zhí)行上述代碼，利用模擬器的“小三角按鈕”的對比顯示功能，觀察每一個時鐘周期前后保留站、ROB以及浮點寄存器狀態(tài)表的內(nèi)容的變化情況。2.對于與上面相同的延遲時間和代碼段，給出在第5個時鐘周期時，保留站的內(nèi)容；步進10個時鐘周期，ROB的內(nèi)容有哪些變化；再步進10個時鐘周期，給出這時保留站、ROB以及浮點寄存器狀態(tài)表的內(nèi)容。3.假設(shè)浮點功能部件的延遲時間為：加減法3個時鐘周期，乘法8個時鐘周期，除法40個時鐘周期。自己編寫一段程序（要在實驗報告中給出），重復(fù)上述2的工作。6.4ROB模擬器的使用方法設(shè)置指令和參數(shù)本模擬器最多可以模擬10條指令?？梢栽凇爸噶睢眳^(qū)選擇和設(shè)置所要的指令?！爸噶睢眳^(qū)如圖6.1所示。圖6.1“指令”區(qū)你可以從下拉框中選擇指令，供選擇的指令有以下5種：（1）L.D指令：從主存讀取一個雙精度浮點數(shù)；（2）ADD.D：雙精度浮點加法指令；（3）SUB.D：雙精度浮點減法指令；（4）MULT.D：雙精度浮點乘法指令；（5）DIV.D：雙精度浮點除法指令。指令的各參數(shù)也可以從各自的下拉框中選擇。你還可以在窗口的右上區(qū)域設(shè)置各部件的執(zhí)行時間（時鐘周期數(shù)），如圖6.2所示。圖6.2設(shè)置功能部件時間其中“復(fù)位”的作用是使所有設(shè)置恢復(fù)為默認值。執(zhí)行點擊“執(zhí)行”按鈕，就進入執(zhí)行狀態(tài)。你可以用中間的按鈕來控制指令的執(zhí)行，包括“步進”、“退1步”、“前進5個周期”、“后退5個周期”、“執(zhí)行到底”、“退出”等。還可以用“go”按鈕直接跳轉(zhuǎn)到你所指定的時鐘周期。如果想修改被執(zhí)行的代碼，按“退出”按鈕，即可回到設(shè)置指令和參數(shù)頁面。向前執(zhí)行后，狀態(tài)表中抹色的字段表示其內(nèi)容發(fā)生了變化。對比狀態(tài)表每一個狀態(tài)表的右上角外側(cè)都有一個小三角，用鼠標左鍵點擊它，會彈出該表在上一個時鐘周期的內(nèi)容。這是為了讓你通過對比來了解哪些內(nèi)容發(fā)生了變化。在彈出表以外的區(qū)域再次點擊鼠標，就可以將其收回。4.各個表的內(nèi)容指令狀態(tài)表指令狀態(tài)表如圖6.3所示。它列出了各指令什么時候執(zhí)行到了哪一步。其中的數(shù)字表示時鐘周期，“~”表示時鐘周期期間。例如，圖6.3中的2~3表示在第2到第3個時鐘周期，第一條L.D指令是在“執(zhí)行”這一步。圖6.3指令狀態(tài)表其中抹色的區(qū)域表示最近一個時鐘周期其內(nèi)容發(fā)生了變化。下同。再定序緩沖器ROBROB如圖6.4所示。它按隊列方式工作，其中各字段的意義如下：標記：用于給出隊列的頭和尾；項號：給出各項的編號；Busy：“忙”標志，指出相應(yīng)的行是否已占用；指令：給出是什么指令占用該行；目的地：指出結(jié)果寫到哪里去；值：暫時存放相應(yīng)指令的計算結(jié)果，在該指令被確認時，將被寫到目的地。圖6.4再定序緩沖器ROB保留站保留站的內(nèi)容如圖6.5所示。圖6.5保留站其中各字段的名稱和意義與圖5.4中的相同。不過，這里增加了一個字段：目的地。它指出相應(yīng)部件的運算結(jié)果要暫時存放到ROB的第幾號單元。Load緩沖器Load緩沖器的內(nèi)容如圖6.6所示。它按隊列方式工作，每次處理新的訪存都是從隊列頭部取走一條。圖6.6Load緩沖器該緩沖器各字段的意義如下：名稱：相應(yīng)單元的名稱；Busy：“忙”標志，為“Yes”表示已被占用；地址：訪存的有效地址；目的地：指出從存儲器讀來的數(shù)據(jù)要暫時存放到ROB的第幾號單元；值：存放從存儲器讀來的數(shù)據(jù)。寄存器寄存器的內(nèi)容如圖6.7所示。圖6.7寄存器的內(nèi)容該緩沖器各字段的意義如下：Busy：“忙”標志，為“Yes”表示將有指令要對該寄存器寫入數(shù)據(jù)；ROB項號：指出它在等