流水線指標源碼

1. 皮帶流水線的技術指標

1、日光燈 2、燈罩 3、工藝圖板 4、工位支架 5、儀表格板 6、皮帶 7、鋁合金型材 8、鋁合金型材 9、工具箱 10、可調腳蹄

2. DSP中的流水線技術應該怎麼理解

1. 原理

   流水線是一種在時間上串列，在空間上並行的技術，其基本原理如圖1所示。將整個電路劃分為若干個流水線級，流水線每級之間設置寄存器鎖存上一級輸出的數據；每一級只完成數據處理的一部分；一個時鍾周期完成一級數據處理，然後在下一個時鍾到來時將處理後的數據傳遞給下一級；第一組數據進入流水線後，經過一個時鍾周期傳到第二級，同時第二組數據進入第一級，數據隊列依次前進。每組數據都要經過所有的流水級後才能得到最後的計算結果，但是對整個流水線而言，每個時鍾都能計算出一組結果，所以平均計算一組數據只需要一個時鍾周期的時間，這樣就大大提高了數據處理速度，電路在單位時間內處理的數據量就愈大，即電路的吞吐量就越大，保證整個系統以較高的頻率工作。

   

2. DSP中採用流水線技術的優勢

   (1)採用流水線技術普遍比不用流水線工作速度顯著提高，體現流水線技術在高速DSP運算上的優勢。
   (2)採用流水線技術在資源耗用(邏輯單元與寄存器個數、存儲器位數)上有所增加。
   (3)採用不同的流水線級數在速度指標和資源耗用率上有所不同，流水線級數增加，速度指標不一定增加，但資源耗用大大增加，所以應注意速度和資源耗用指標的權衡。如對16位加法器，如不用M4K(專用存儲器資源)，以採用2級流水線最佳；如選用M4K，則取6級流水最佳。8位乘法器則以2級或6級流水最佳。對於其他DSP運算，在設計時必須通過反復比較、設計，選擇符合系統性能要求的流水線級數。
   

3. CPU的流水線的各方面的性能指標是指哪些方面

性能指標
·主頻
主頻也叫時鍾頻率，單位是MHz，用來表示CPU的運算速度。CPU的主頻＝外頻×倍頻系數。很多人認為主頻就決定著CPU的運行速度，這不僅是個片面的認識，而且對於伺服器來講，這個認識也出現了偏差。至今，沒有一條確定的公式能夠實現主頻和實際的運算速度兩者之間的量值關系，即使是兩大處理器廠家Intel和AMD，在這點上也存在著很大的爭議，我們從Intel的產品的發展趨勢，可以看出Intel很注重加強自身主頻的發展。像其他的處理器生產廠家，有人曾經拿過一塊1G的全美達來做比較，它的運行效率相當於2G的Intel處理器。

所以，CPU的主頻與CPU實際的運算能力是沒有直接關系的，主頻表示在CPU內數字脈沖信號震盪的速度。在Intel的處理器產品中，我們也可以看到這樣的例子：1 GHz Itanium晶元能夠表現得差不多跟2.66 GHz Xeon/Opteron一樣快，或是1.5 GHz Itanium 2大約跟4 GHz Xeon/Opteron一樣快。CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標。

當然，主頻和實際的運算速度是有關的，只能說主頻是CPU性能表現的一個方面，而不能代表CPU的整體性能。

·外頻

外頻是CPU的基準頻率，單位也是MHz。CPU的外頻決定著整塊主板的運行速度。說白了，在台式機中，我們所說的超頻，都是超CPU的外頻（當然一般情況下，CPU的倍頻都是被鎖住的）相信這點是很好理解的。但對於伺服器CPU來講，超頻是絕對不允許的。前面說到CPU決定著主板的運行速度，兩者是同步運行的，如果把伺服器CPU超頻了，改變了外頻，會產生非同步運行，（台式機很多主板都支持非同步運行）這樣會造成整個伺服器系統的不穩定。

目前的絕大部分電腦系統中外頻也是內存與主板之間的同步運行的速度，在這種方式下，可以理解為CPU的外頻直接與內存相連通，實現兩者間的同步運行狀態。外頻與前端匯流排(FSB)頻率很容易被混為一談，下面我們在前端匯流排的介紹中談談兩者的區別。

·前端匯流排(FSB)頻率

前端匯流排(FSB)頻率(即匯流排頻率)是直接影響CPU與內存直接數據交換速度。有一條公式可以計算，即數據帶寬＝(匯流排頻率×數據位寬)/8，數據傳輸最大帶寬取決於所有同時傳輸的數據的寬度和傳輸頻率。比方，現在的支持64位的至強Nocona，前端匯流排是800MHz，按照公式，它的數據傳輸最大帶寬是6.4GB/秒。

外頻與前端匯流排(FSB)頻率的區別：前端匯流排的速度指的是數據傳輸的速度，外頻是CPU與主板之間同步運行的速度。也就是說，100MHz外頻特指數字脈沖信號在每秒鍾震盪一千萬次；而100MHz前端匯流排指的是每秒鍾CPU可接受的數據傳輸量是100MHz×64bit÷8bit/Byte=800MB/s。

其實現在「HyperTransport」構架的出現，讓這種實際意義上的前端匯流排(FSB)頻率發生了變化。之前我們知道IA-32架構必須有三大重要的構件：內存控制器Hub (MCH) ，I/O控制器Hub和PCI Hub，像Intel很典型的晶元組 Intel 7501、Intel7505晶元組，為雙至強處理器量身定做的，它們所包含的MCH為CPU提供了頻率為533MHz的前端匯流排，配合DDR內存，前端匯流排帶寬可達到4.3GB/秒。但隨著處理器性能不斷提高同時給系統架構帶來了很多問題。而「HyperTransport」構架不但解決了問題，而且更有效地提高了匯流排帶寬，比方AMD Opteron處理器，靈活的HyperTransport I/O匯流排體系結構讓它整合了內存控制器，使處理器不通過系統匯流排傳給晶元組而直接和內存交換數據。這樣的話，前端匯流排(FSB)頻率在AMD Opteron處理器就不知道從何談起了。

·CPU的位和字長
位：在數字電路和電腦技術中採用二進制，代碼只有「0」和「1」，其中無論是 「0」或是「1」在CPU中都是 一「位」。

字長：電腦技術中對CPU在單位時間內(同一時間)能一次處理的二進制數的位數叫字長。所以能處理字長為8位數據的CPU通常就叫8位的CPU。同理32位的CPU就能在單位時間內處理字長為32位的二進制數據。位元組和字長的區別：由於常用的英文字元用8位二進制就可以表示，所以通常就將8位稱為一個位元組。字長的長度是不固定的，對於不同的CPU、字長的長度也不一樣。8位的CPU一次只能處理一個位元組，而32位的CPU一次就能處理4個位元組，同理字長為64位的CPU一次可以處理8個位元組。

·倍頻系數
倍頻系數是指CPU主頻與外頻之間的相對比例關系。在相同的外頻下，倍頻越高CPU的頻率也越高。但實際上，在相同外頻的前提下，高倍頻的CPU本身意義並不大。這是因為CPU與系統之間數據傳輸速度是有限的，一味追求高倍頻而得到高主頻的CPU就會出現明顯的「瓶頸」效應—CPU從系統中得到數據的極限速度不能夠滿足CPU運算的速度。一般除了工程樣版的Intel的CPU都是鎖了倍頻的，而AMD之前都沒有鎖。

·緩存
緩存大小也是CPU的重要指標之一，而且緩存的結構和大小對CPU速度的影響非常大，CPU內緩存的運行頻率極高，一般是和處理器同頻運作，工作效率遠遠大於系統內存和硬碟。實際工作時，CPU往往需要重復讀取同樣的數據塊，而緩存容量的增大，可以大幅度提升CPU內部讀取數據的命中率，而不用再到內存或者硬碟上尋找，以此提高系統性能。但是由於CPU晶元面積和成本的因素來考慮，緩存都很小。

L1Cache(一級緩存)是CPU第一層高速緩存，分為數據緩存和指令緩存。內置的L1高速緩存的容量和結構對CPU的性能影響較大，不過高速緩沖存儲器均由靜態RAM組成，結構較復雜，在CPU管芯面積不能太大的情況下，L1級高速緩存的容量不可能做得太大。一般伺服器CPU的L1緩存的容量通常在32—256KB。

L2Cache(二級緩存)是CPU的第二層高速緩存，分內部和外部兩種晶元。內部的晶元二級緩存運行速度與主頻相同，而外部的二級緩存則只有主頻的一半。L2高速緩存容量也會影響CPU的性能，原則是越大越好，現在家庭用CPU容量通常有256KB-2MB，而伺服器和工作站上用CPU的L2高速緩存可以有256KB-3MB，有的4MB也不為過。

L3Cache(三級緩存)，分為兩種，早期的是外置，現在的都是內置的。而它的實際作用即是，L3緩存的應用可以進一步降低內存延遲，同時提升大數據量計算時處理器的性能。降低內存延遲和提升大數據量計算能力對游戲都很有幫助。而在伺服器領域增加L3緩存在性能方面仍然有顯著的提升。比方具有較大L3緩存的配置利用物理內存會更有效，故它比較慢的磁碟I/O子系統可以處理更多的數據請求。具有較大L3緩存的處理器提供更有效的文件系統緩存行為及較短消息和處理器隊列長度。

其實最早的L3緩存被應用在AMD發布的K6-III處理器上，當時的L3緩存受限於製造工藝，並沒有被集成進晶元內部，而是集成在主板上。在只能夠和系統匯流排頻率同步的L3緩存同主內存其實差不了多少。後來使用L3緩存的是英特爾為伺服器市場所推出的Itanium處理器。接著就是P4EE和至強MP。Intel還打算推出一款9MB L3緩存的Itanium2處理器，和以後24MB L3緩存的雙核心Itanium2處理器。

但基本上L3緩存對處理器的性能提高顯得不是很重要，比方配備1MB L3緩存的Xeon MP處理器卻仍然不是Opteron的對手，由此可見前端匯流排的增加，要比緩存增加帶來更有效的性能提升。

4. 如何設計生產流水線

單一品種流水線組織設計的一般內容有：
① 確定流水線的生產節拍；
② 組織工序同期化及工作地（設備）需要量；
③ 確定流水線的工人需要量，合理地配備人數；
④ 選擇合理的運輸工具；
⑤ 流水線生產的平面布置；
⑥ 制定流水線標准計劃指示圖；
⑦ 對流水線組織的經濟效果進行評價。
方法/步驟

計算流水線的節拍
流水線、自動化流水線的節拍就是順序生產兩件相同製品之間的時間間隔。它表明了流水線生產率的高低，是流水線最重要的工作參數。其計算公式如下：
r=F/N
其中：r—流水線的節拍(分／件)，F—計劃期內有效工作時間(分)，N—計劃期的產品產量(件)．這里 ：F＝F0K，F0—計劃期內制度工作時間(分)，K—時間利用系數。
確定系數K時要考慮這樣幾個因素：設備修理、調整、更換模具的時間，工人休息的時間。一般K取0.9—0.96，兩班工作時間K取0.95，則F為：
F＝FOK＝306×2×8×0．95 ×60＝279072(分)
計劃期的產品產量N．除應根據生產大綱規定的出產量計算外，還應考慮生產中不可避免的廢品和備品的數量。
當生產線、生產線製造上加工的零件小，節拍只有幾秒或幾十秒時，零件就要採用成批運輸，此時順序生產兩批同樣製品之間的時間間隔稱為節奏，它等於節拍與運輸批量的乘積。流水線採取按批運輸製品時，如果批量較大，雖然可以簡化運輸工作，但流水線的在製品佔用量卻要隨之增大。所以對勞動量大、製件重量大、價值高的產品應採用較小的運輸批量；反之，則應擴大運輸的批量。

進行工序同期化，計算工作地(設備)需要量
流水線的節拍確定以後，要根據節拍來調節工藝過程，使各道工序的時間與流水線的節拍相等或成整數倍比例關系，這個工作稱為工序同期化。工序同期化是組織流水線的必要條件，也是提高設備負荷和勞動生產率、縮短生產周期的重要方法。
進行工序同期化的措施有：
① 提高設備的生產效率。可以通過改裝設備、改變設備型號、同時加工幾個製件來提高生產效率；
② 改進工藝裝備。採用快速安裝卡具、模具，減少裝夾零件的輔助時間；
③ 改進工作地布置與操作方法，減少輔助作業時間；
④ 提高工人的工作熟練程度和效率；
⑤ 詳細地進行工序的合並與分解。首先將工序分成幾部分，然後根據節拍重新組合工序，以達到同期化的要求，這是裝配工序同期化的主要方法。
工序同期化以後，可以根據新確定的工序時間來計算各道工序的設備需要量，它可以用下式計算：
m(i)=t(i)/r
式中：mi—第i道工序所需工作地數(設備台數)，ti—第i道工序的單件時間定額（分）包括工人在傳送帶上取放製品的時間。一般來說，計算出的設備數不是整數，所取的設備數為大於計算數的鄰近整數。若某設備的負荷較大 ，就應轉移部分工序到其它設備上或增加工作時間來減少設備的負荷。

計算工人需要量，合理配備工人
工業流水線、塗裝線的工序數確定以後，就可計算流水線上的工人需要量。
(1) 以手工勞動和使用手工工具為主的流水線工人需要量可用下式計算：
pi=sigwi
式中： Pi—第i道工序工人需要量(人)， g—日工作班次， si—第i道工序工作地數，wi—每個工作地同時工作人數（人）
p=Σm i=1pi=Σm i=1sigwi
這里 P為流水線操作工人總數(人)。
(2)以設備加工為主的流水線工人需要量可採用下式計算：
p=(1+b 100)Σm i=1Sig fi
式中：b—後備工人百分比，fi—第i道

流水線上傳送帶的速度與長度的計算
傳送帶運行的速度(V)可由下式求得：
V=s[]r(米/分)
式中s表產品間隔長度。由上式可知節拍r為定值時，產品間隔長度s越大，傳送帶運行速度越大；s越小，V亦越小。
產品間隔長度的選取要根據具體情況來確定，其最小限度為0.7-0.8米，為照顧其它原因，還要給予附加的寬裕長度。
流水線傳送帶的長度可由右式計算：
L=mB+X
其中：L—傳送帶長度，m—工序數，B—工序間隔長度，X—傳送帶兩端附加富裕量。

流水線平面布置設計
流水線的平面設計應當保證零件的運輸路線最短，生產工人操作方便，輔助服務部門工作便利，最有效地利用生產面積，並考慮流水線之間的相互銜接。為滿足這些要求，在流水線平面布置時應考慮流水線的形式、流水線內工作地的排列方法等問題。
生產流水線、自動化流水線的形狀有直線形、直角形、開口形、環形等，如圖2-1所示。
流水線內工作地的排列要符合工藝路線，當工序具有兩個以上工作地時，要考慮同一工序工作地的排列方法。一般當有兩個或兩個以上偶數個同類工作地時，要考慮採用雙列布置，將它們分列在運輸路線的兩例。但當一個工人看管多台設備時，要考慮使工人移動的距離盡可能短。
流水線的位置涉及到各條流水線間的相互關系，要根據加工部件裝配所要求的順序排列，整體布置要認真考慮物料流向問題，從而縮短路線，減少運輸工作量。總之，要注意合理地、科學地進行流水生產過程空間組織。

流水線標准計劃指示圖表的制定
流水線上每個工作地都按一定的節拍重復地生產，所以可制訂出流水線的標准計劃指示圖表，表示出流水線生產的期量標准、工作制度和工作程序等等，為生產作業計劃的編制提供依據。連續流水線的標准計劃指示圖表比較簡單，只要規定整個流水線工作的時間與程序就可以了。間斷流水線的標准計劃指示圖表比較復雜，要規定每一工序的各工作地工作的時間與程序。

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流水線經濟效果指標的評價
流水線的經濟效果指標主要有，產品產量增加額及增長率，勞動生產率及增長速度，流動資金佔用量的節約額，產品成本降低額及降低率，追加投資回收期，年度綜合節約額等等。除了上述數量指標外，還要考慮一些不可定量的指標，如勞動條件，環境保護的改善等。
企業應根據本身的實際情況進行單一品種流水線設計，所設計的流水線應符合企業的生產要求，能給企業帶來良好的經濟效益。否則，就必須對流水線進行適當的調整、重新設計或直接淘汰

5. 流水線技術的性能指標

衡量一種流水線處理方式的性能高低的書面數據主要由吞吐率、效率和加速比這三個參數來決定。 指的是計算機中的流水線在特定的時間內可以處理的任務或輸出數據的結果的數量。流水線的吞吐率可以進一步分為最大吞吐率和實際吞吐率。它們主要和流水段的處理時間、緩存寄存器的延遲時間有關，流水段的處理時間越長，緩存寄存器的延遲時間越大，那麼，這條流水線的吞吐量就越小。因為，在線性流水線中，最大吞吐率Tpmax=流水線時鍾周期△T/1=max（T1,...Ti,..Tm）+T1/1，而其中，m是流水線的段數，i是特定過程段執行時間。如果，一條流水線的段數越多，過程執行時間越長，那麼，這條流水線的理論吞吐率就越小。
由此，要對於流水線的瓶頸部分的處理主要在於減少流水段的處理時間。實現的方法一般有兩種：
1、把瓶頸部分的流水線分拆，以便任務可以充分流水處理。流水段的處理時間過長，一般是由於任務堵塞造成的，而任務的堵塞會導致流水線不能在同一個時鍾周期內啟動另一個操作，可以把流水段劃分，在各小流水段中間設置緩存寄存器，緩沖上一個流水段的任務，使流水線充分流水。假如X流水段的處理時間為3T，可以把X流水段再細分成3小段，這樣，每小段的功能相同，但是處理時間已經變成3T/3=T了。
2、在瓶頸部分設置多條相同流水段，並行處理。對付流水段的處理時間過長，還有另外一種方法，那就是把瓶頸流水段用多個相同的並聯流水段代替，在前面設一個分派單元來對各條流水段的任務進行分派。仍然假設瓶頸流水段的處理時間是△3T，那麼經過3條並聯流水段的同時處理，實際需要的時間只是△T。這樣，就達到了縮短流水段處理時間，但這種方法比較少以採用，因為要3段相同的流水段並聯，成本較高，而且，分派單元會比較麻煩處理。 使用效率：指流水線中，各個部件的利用率。由於流水線在開始工作時存在建立時間；在結束時存在排空時間，各個部件不可能一直在工作，總有某個部件在某一個時間處於閑置狀態。用處於工作狀態的部件和總部件的比值來說明這條流水線的工作效率。

6. 指令集流水線這一性能指標是在 CPU 內部定義的嗎

主頻也叫時鍾頻率，單位是MHz（或GHz），用來表示CPU的運算、處理數據的速度。CPU的主頻=外頻×倍頻系數。主頻和實際的運算速度是有關的，只能說主頻僅僅是CPU性能表現的一個方面，而不代表CPU的整體性能。

7. cpu性能指標的流水技術

流水線(pipeline)是 Intel首次在486晶元中開始使用的。
流水線的工作方式就像工業生產上的裝配流水線。在CPU中由5~6個不同功能的電路單元組成一條指令處理流水線，然後將一條X86指令分成5~6步後再由這些電路單元分別執行，這樣就能實現在一個CPU時鍾周期完成一條指令，因此提高了CPU的運算速度。超流水線是指某型 CPU內部的流水線超過通常的5~6步以上，例如Pentium pro的流水線就長達14步。將流水線設計的步(級)數越多，其完成一條指令的速度越快，因此才能適應工作主頻更高的CPU。超標量是指在一個時鍾周期內CPU可以執行一條以上的指令。這在486或者以前的CPU上是很難想像的，只有Pentium級以上CPU才具有這種超標量結構；這是因為現代的CPU越來越多的採用了RISC技術，所以才會超標量的CPU。