Синхронные линейные конвейеры

 

Эффективность синхронного конвейера во многом зависит от правильного выбо­ра длительности тактового периода Т_к. Минимально допустимую Т_к можно опре­делить как сумму наибольшего из времен обработки на отдельной ступени кон вейера T_СМАХ и времени записи результатов обработки в буферные регистры меж­ду ступенями конвейера T_БР:

.

Из-за вероятного «перекоса» в поступлении тактирующего сигнала в разные ступени конвейера предыдущую формулу следует дополнить еще одним элемен­том — максимальной величиной «перекоса» Т_пк:

.

Каждая ступень может содержать множество логических трактов обработки. Т_к определяется наиболее длинными трактами во всех ступенях конвейера. При разработке конвейера необходимо учитывать, что для двух последовательных эле­ментов, обрабатываемых одной и той же ступенью, обработка первого элемента может проходить по тракту максимальной длины, а второго элемента — по мини­мальному тракту. В итоге результат обработки второго элемента может появиться на выходе ступени прежде, чем в выходном регистре ступени будет запомнен пре­дыдущий результат. Чтобы избежать подобной ситуации, сумма Т_БР + Т_пк должна быть меньше минимального времени обработки в ступени Т_СМIN откуда:

.

Выбор длительности тактового периода для конвейера должен осуществляться с соблюдением соотношения:

.

Несмотря на очевидные преимущества выбора Т_к равным нижнему пределу, проектировщики ВМ обычно ориентируются на среднее значение между нижним и верхним пределами.