11 Сурет

Конвейерлі режим командалық циклдың (команда орындалу уақыты) ұзақтығын қысқарту үшін және ССП өндірілуінің жоғарылауы үшін пайдаланылады. ССП типіне байланысты конвейер 2-ден 11 аралығындағы этаптардан тұруы мүмкін. Бұл дегеніміз, 2 каскадты конвейер біруақытта екі команданы, 11 каскадты-он бір команданы өңдей алады. 12 суретте 3 каскадты конвейерлі режим мысалы көрсетілген, мұндағы алдын-ала нұсқа таңдауында дешифрлеу мен команда орындалуын еркін түрде алуға болады. Әрбір командалық циклде үш әртүрлі команда орындалуда.

Алдын-ала нұсқа

таңдауы

Дешифрлеу

Орындалуы

N N+1 N+2

N-1 N N+1

N-2 N-1 N

12 Сурет

12 суретте көрінетіндей, N-дік цикл жүрісінде процессор біруақытта N командасын жадыдан шығара, (N - 1) командасын декодерлей, (N - 2) командасын орындай алады.

Сандық сигналды өңдеудің негізгі операциясы көбейткіш және сложение болып табылады. Көбейткіш операциясы программалық формада еңбектіоперация болуы жеткілікті, сондықтан да аппараттық көбейткіш-жинағыш деп аталатын арнайы құрылғыдағы құбылмалы немесе тіркелген жылжымалы аппаратымен ССП-да жүзеге асырылады. Аппараттық көбейткішбір командалық цикл ішінде көбейткіш операциясын орындай алады. Мысалы, тіркелген үтірі бар процессорда мұндай көбейткіш бір такт ішінде (әдетте 25 нс) 2-ге дейінгі толықтыру түрінде көрсетілген екі 16-биттік бөлшек сандарды қабылдайды, және 32-биттік түрде есептеп шығарады. 13 суретте көбейткіш-жинағыштың әдеттегі конфигурациясы бейнеленген.

Х мәліметі

Xрегистрі

16

32

Р

∑

Асс

Y мәліметі

Yрегистрі

16

32

13 Сурет

13 суретте көрсетілгендей, көбейткіштің кіріс көбейткіші бар Х және Ү жұп кіріс регистрі және көбейткіш нәтижесі бар Р (product – произведение) 32-биттік регистр өндіруі кұрамында бар. Р шығыс регистрі өнім жинақта- латын сумматор ( ∑ ) мен регистр-аккумулятордан (Acc) құралған екі нақтылы жинағышпен байланысады.

Арнайы команда қолданатындықтан командалық цикл санын қысқарту- ға болады. Мысалы, LTD командасы бір цикл ішінде үш команданы орындайды: жүктелу (LT), кешігу (DMOV), қосу (APAC). Заманауи ССП-да MACD командасы бар, ол бір командалық цикл ішінде төрт команда- ны орындай алады: жүктелу (LT), кешігу (DMOV), қосу (APAC) және көбейткіш (MPY).

Қазіргі кезде ССП командалық цикл ұзақтығы< 200 нс. 5 кестеде TMS320 сериялы Texas Instruments америкалық фирмасы шығаратын кейбір ССП уақыттық циклі көрсетілген.

5 к е с т е

Процессорлар	Цикл уақыты, нс
TMS320C10	200
TMS320C25	125
TMS320C30	75
TMS320C541	25
TMS320C67*	6
TMS320C6202	4

Командалық цикл аздығы ССП-ның көптеген қосымша тапсырмалар шешімінің қолайлы құралы болады. Егер басқару жүйесінде жоғарғы жылдамдықты өңдеуді (жиілік дискретизациясы 1 кГц шамасында) қажет етпесе, онда жоғарғы жиілікті дискретизациялы тапсырма үшін 14 - 100 мГц (теледидарлық суреттерді өңдеу жүйесінде), қазіргі уақытта өңдеуді қамтамасыз ету үшін аз командалық циклы бар соңғы ұрпақ ССП-на қажетті.

ССП-ның есептегіш эффектісін жоғарылату үшін оның келесідей жаңа архитектуралары қолданылады:

1) SIMD (single instruction, multiple data – бір команда, көп мәлімет); мұндай архитектуралы процессорларда операциялық блоктар мен мәліметтер жіберу трактісінің бірнешеуі болады, сол себепті бір такт ішінде орындайтын команда операция санын үлкейте отырып, біруақытта мәліметтер блогын өңдеу үшін бірнеше операциялық блоктарды жібере алады;

2) VLIW (very large instruction word – өте үлкен ұзындықты командалық сөздер); бұл сөздер параллель фукциялайтын, бір тактты орындау үшін бірнеше операциялық блок қажет бірнеше қысқа командадан тұрады;

3) суперскалярлы өңдеу команда деңгейінде параллелизмді қолдану кезінде бір такт ішінде бірнеше команданы орындауға мүмкіндік береді.