什么是流水線技術(shù)

　　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(yè)生產(chǎn)上的裝配流水線。在CPU中由5~6個(gè)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(zhí)行，這樣就能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)CPU時(shí)鐘周期完成一條指令，因此提高CPU的運(yùn)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(chǎn)生地址、執(zhí)行指令和數(shù)據(jù)寫回五個(gè)電路單元分別同時(shí)執(zhí)行那些已經(jīng)分成五步的指令，因此實(shí)現(xiàn)了486CPU設(shè)計(jì)人員預(yù)期的在每個(gè)時(shí)鐘周期中完成一條指令的目的（按筆者看法，CPU實(shí)際上應(yīng)該是從第五個(gè)時(shí)鐘周期才達(dá)到每周期能完成一條指令的處理速度）。到了Pentium時(shí)代，設(shè)計(jì)人員在CPU中設(shè)置了兩條具有各自獨(dú)立電路單元的流水線，因此這樣CPU在工作時(shí)就可以通過這兩條流水線來同時(shí)執(zhí)行兩條指令，因此在理論上可以實(shí)現(xiàn)在每一個(gè)時(shí)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(chǎn)線、裝配線。粵語有稱流水拉、生產(chǎn)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(chǎn)品大小、產(chǎn)量等條件決定！所以，屬非標(biāo)產(chǎn)品！廣泛用于各行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)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(chǎn) ②輸送

2． 輸送形式： ①平面直線傳輸 ②各種角度平面轉(zhuǎn)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(dòng) 力：動(dòng)力部分的主要組成為：馬達(dá)、齒輪減速箱（又稱牙箱、減速機(jī)等）、手動(dòng)變速器、變頻器、機(jī)架機(jī)座和電器等組成。馬達(dá)部分主要就是功率大小，由生產(chǎn)廠家根據(jù)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(dòng)變速器、變頻器為選配件。兩者只用一個(gè)就可以了。手動(dòng)變速器比較經(jīng)濟(jì)，和變頻器相比主要缺點(diǎn)就是：噪音大、變速范圍小、由手動(dòng)去作機(jī)械式調(diào)整—危險(xiǎn)！現(xiàn)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(gè)初步限制。其大小、型號(hào)等由生產(chǎn)廠家根據(jù)客戶各方面條件配置。

2．機(jī) 身：機(jī)身部分的主要組成為：導(dǎo)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(xiàng)均為組成基本線體的必須配件！這些配件的規(guī)格、數(shù)量等均由線體的長度決定。機(jī)身部分最大的差別就是材料。該部分配件的材質(zhì)將在很大程度上決定整套設(shè)備的價(jià)格！所以，客戶在選擇時(shí)要充分考慮自己的使用情況。機(jī)身部分的材料常用的有：碳鋼、鋁合金、不銹鋼等！價(jià)格為碳鋼最低，不銹鋼最高。輸送帶目前在電子行業(yè)普遍采用的是2㎜、3㎜厚綠色PVC防靜電輸送帶；塑膠行業(yè)采用的綠色PVC防靜電輸送帶和不銹鋼網(wǎng)帶。

3．工作臺(tái)：常見形式有兩種，獨(dú)立和條。用戶可根據(jù)自己使用習(xí)慣和需要選擇。

? 材料普遍為18㎜厚甲板表面鋪防火板、臺(tái)墊、或不銹鋼板等。

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

5．儀表臺(tái)：寬度與機(jī)身配套，長度一般與線體等長。

6．指導(dǎo)書：底板通常為有色亞克力板，面板為透明有機(jī)玻璃。厚度為2㎜左右。

7．插 座：為操作過程中的電動(dòng)工具及儀表儀器安裝。

8．外 觀：就是采用碳鋼材料時(shí)外表所噴的顏色！

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

　　常用的生產(chǎn)流水線可分為以下幾種：
　　板鏈?zhǔn)窖b配流水線
　　特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品比較重，和生產(chǎn)線同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的爬坡；生產(chǎn)的節(jié)拍不是很快；以鏈板面作為承載，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的平穩(wěn)輸

送。
　　滾筒式流水線
　　特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品類型廣泛，所受限制少；與阻擋器配合使用，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的連續(xù)、節(jié)拍運(yùn)行以及積放的功能；采用頂升平移裝置，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的離線返修或檢測而不影響整個(gè)流水線的運(yùn)行。
　　皮帶式流水線
　　特點(diǎn)：承載的產(chǎn)品比較輕，形狀限制少；和生產(chǎn)線同步運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的爬坡轉(zhuǎn)向；以皮帶作為載體和輸送，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的平穩(wěn)輸送，噪音小；可以實(shí)現(xiàn)輕型物料或產(chǎn)品較長距離的輸送。
　　差速輸送流水線
　　特點(diǎn)：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(yùn)動(dòng)或停止，工件在兩端可以自動(dòng)頂升，橫移過渡。還可以在線可設(shè)旋轉(zhuǎn)、專機(jī)、檢測設(shè)備、機(jī)械手等。