流水线（pipe-line）简介

1、什么是流水线设计技术？

　　答：所谓流水线设计实际上是把规模较大、层次较多的组合逻辑电路分为几个级，在每一级插入寄存器组并暂存数据。

　　　　K级就是有K个寄存器组，从上到下没有反馈电路。

2、流水线设计的深入讲解：

　　如图10.7 　 组合逻辑设计 ——> 流水线设计

　　纯组合逻辑需要时间：[max(T1,T3)+T2]

　　流水线设计首次需要时间：[max(T1,T3)+T2]+2T_CO

　　流水线设计稳定后需要的时间：[ max( max(T1,T3)+T_CO, (T2+T_CO)) ]

　　流水线设计在首次虽然需要两个时钟周期来获取数据，但是在随后，只需要一个时钟周期就可以获取数据。

　　流水线设计能够提高吞吐量（throughput）。

　　流水线设计在性能上的提高是以消耗较多寄存器组的资源为代价的。

　　流水线设计对于简单的组合逻辑来说流水线设计占用资源较少，一般FPGA完全满足要求。

　　流水线设计对于复杂的组合逻辑设计来说，这是必须的，因为为了保证中间计算结果都在同一时钟周期内得到，必须在各级之间加入更多的寄存器。

3、流水线加法器与组合逻辑加法器

　　由原理图可以看出，基本上每一个线上都加上了寄存器，但是我们最后的输出就是在一次次的clk信号到来时输出。保证了运行的连续性。

　　虽然逻辑门增加了，但是吞吐量和速度增加了。

4、流水线乘法器和组合逻辑乘法器

　　虽然看不懂书本上讲的什么，但是我们从结果中可以看到，流水线乘法器要比组合逻辑乘法器运行起来要快得多，可是它也占用了大量的资源。

　　正所谓消耗资源换取速度。。。。。。

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