什么是流水線技術

　　流水線（pipeline）是Intel首次在486芯片中開始使用的。流水線的工作方式就象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，然后將一條X86指令分成5~6步后再由這些電路單元分別執行，這樣就能實現在一個CPU時鐘周期完成一條指令，因此提高CPU的運算速度。從圖1a中我們可以了解，由于486CPU只有一條流水線，通過流水線中取指令、譯碼、產生地址、執行指令和數據寫回五個電路單元分別同時執行那些已經分成五步的指令，因此實現了486CPU設計人員預期的在每個時鐘周期中完成一條指令的目的（按筆者看法，CPU實際上應該是從第五個時鐘周期才達到每周期能完成一條指令的處理速度）。到了Pentium時代，設計人員在CPU中設置了兩條具有各自獨立電路單元的流水線，因此這樣CPU在工作時就可以通過這兩條流水線來同時執行兩條指令，因此在理論上可以實現在每一個時鐘周期中完成兩條指令的目的。

電子流水線是流水線中的一種，流水線也叫生產線、裝配線。粵語有稱流水拉、生產拉、裝配拉等！因長短、寬窄、配置、安裝形式等均由客戶的車間場地、產品大小、產量等條件決定！所以，屬非標產品！廣泛用于各行業自動化生產過程中！這里主要對電子流水線作簡單介紹。

一、流水線形式：

1． 按功能分類：①生產 ②輸送

2． 輸送形式： ①平面直線傳輸 ②各種角度平面轉彎傳輸 ③斜面上傳

④斜面下傳

二、電子流水線各部分組成及功用：

1． 動 力：動力部分的主要組成為：馬達、齒輪減速箱（又稱牙箱、減速機等）、手動變速器、變頻器、機架機座和電器等組成。馬達部分主要就是功率大小，由生產廠家根據線體的長短、輸送帶的寬窄、工件密度及大小等情況來配置。手動變速器、變頻器為選配件。兩者只用一個就可以了。手動變速器比較經濟，和變頻器相比主要缺點就是：噪音大、變速范圍小、由手動去作機械式調整—危險！現已有被淘汰的趨勢！！齒輪減速箱的主要功能就是將整條線體的輸送速度作一個初步限制。其大小、型號等由生產廠家根據客戶各方面條件配置。

2．機 身：機身部分的主要組成為：導軌、支架、滾筒、輸送帶、腳杯、托板、等組成。其中托板為選配件，其他幾項均為組成基本線體的必須配件！這些配件的規格、數量等均由線體的長度決定。機身部分最大的差別就是材料。該部分配件的材質將在很大程度上決定整套設備的價格！所以，客戶在選擇時要充分考慮自己的使用情況。機身部分的材料常用的有：碳鋼、鋁合金、不銹鋼等！價格為碳鋼最低，不銹鋼最高。輸送帶目前在電子行業普遍采用的是2㎜、3㎜厚綠色PVC防靜電輸送帶；塑膠行業采用的綠色PVC防靜電輸送帶和不銹鋼網帶。

3．工作臺：常見形式有兩種，獨立和條。用戶可根據自己使用習慣和需要選擇。

? 材料普遍為18㎜厚甲板表面鋪防火板、臺墊、或不銹鋼板等。

4．燈架、照明：燈架是安裝照明、儀表臺及指導書的必要配件，材料和機身相同。照明用燈管也可由用戶根據需要及興趣選擇。

5．儀表臺：寬度與機身配套，長度一般與線體等長。

6．指導書：底板通常為有色亞克力板，面板為透明有機玻璃。厚度為2㎜左右。

7．插 座：為操作過程中的電動工具及儀表儀器安裝。

8．外 觀：就是采用碳鋼材料時外表所噴的顏色！

生產流水線的基本原理是把一個生產重復的過程分解為若干個子過程，前一個子過程為下一個子過程創造執行條件，每一個過程可以與其它子過程同時進行。簡而言之，就是“功能分解，空間上順序依次進行，時間上重疊并行” 。
　　流水線的三種不同計算方法
　　各段均取周期法：
　　流水線各段執行時間最長的那段為整個流水線的瓶頸，一般地，將其執行時間稱為流水線的周期。
　　若在計算n個任務地執行時間時，將各個子功能段的實際執行時間限制為周期時間，則稱為各段均取周期法。
　　該方法中，計算公式為:
　　T總=(n+k-1)×周期
　　其中，k為總段數，n為任務總數。
　　各疊加段取最大值法：
　　該方法中，計算公式為:
　　T總=t1+max{t1,t2}+max{t1,t2,t3}+…+max{t1,t2,…,tk-1}
　　+max{t1,t2,…tk}×[n-(k-1)]+max{t2,t3,…,tk}
　　+max{t3,t4,…,tk}+…+max{tk-1,tk}+tk
　　其中，k為總段數，n為任務總數。
　　最省時法：
　　該方法中，計算公式為:
　　T總=t1+t2+…+tk+max{t1,t2,t3,...,tk}×(n-1)
　　其中，k為總段數，n為任務總數。
　　采取哪種方法？
　　當各段執行時間不一樣時，上述3種方法才存在區別。若各段執行時間一樣，三者無區別。第2，3種方式依各段時間取值不一樣而可能存在區別。

　　常用的生產流水線可分為以下幾種：
　　板鏈式裝配流水線
　　特點：承載的產品比較重，和生產線同步運行，可以實現產品的爬坡；生產的節拍不是很快；以鏈板面作為承載，可以實現產品的平穩輸

送。
　　滾筒式流水線
　　特點：承載的產品類型廣泛，所受限制少；與阻擋器配合使用，可以實現產品的連續、節拍運行以及積放的功能；采用頂升平移裝置，可以實現產品的離線返修或檢測而不影響整個流水線的運行。
　　皮帶式流水線
　　特點：承載的產品比較輕，形狀限制少；和生產線同步運行，可以實現產品的爬坡轉向；以皮帶作為載體和輸送，可以實現產品的平穩輸送，噪音小；可以實現輕型物料或產品較長距離的輸送。
　　差速輸送流水線
　　特點：差速輸送流水線采用倍速鏈牽引，工裝板可以自由傳送，采用阻擋器定位使工件自由運動或停止，工件在兩端可以自動頂升，橫移過渡。還可以在線可設旋轉、專機、檢測設備、機械手等。