[发明专利]微循环计算机指令

说明书

相关申请

本申请是由至少一个共同发明人于2006年2月16日提交的美国申请序列号为11/355,513的部分继续申请，并且要求由至少一个共同发明人于2006年3月31日提交的美国临时申请序列号为60/788,265和由至少一个共同发明人于2006年5月3日提交的美国申请序列号为60/797,345的权益，所有这些申请的全部内容通过参考被合并于此。

技术领域

本发明涉及计算机和计算机处理器领域，更具体地说，涉及一种允许计算机执行从外部源接收到的指令而不需要先存储所述指令的方法和装置，以及一种利用该方法和装置来促进计算机之间的通信和计算机使用另一计算机的可用资源的能力的相关方法。本创造性直接执行方法和装置的当前主要应用是，在单个微芯片上与多台计算机相结合，其中操作效率很重要，这不仅是因为提高操作速度的需要，而且还因为更高效率所导致的省电和降低热量的缘故。

背景技术

在计算领域，处理速度是一种非常期望的品质，因此对创建更快计算机和处理器的探索一直在进行。不过，在业界，通常公认的是，提高微处理器速度的极限正被迅速逼近，至少对于利用目前已知的技术而言。因此，利用多处理器通过分享处理器中的计算任务来提高整体计算速度越来越引起大家的兴趣。

多处理器的使用趋于需要处理器之间的通信。实际上，在处理器之间可能存在足够大量的通信，以致相当大的一部分时间花费在在处理器之间传输指令和数据。在这种通信量相当大的情况下，每条为了实现通信所必须被执行的附加指令，在处理过程中设置了一种递增的延迟，其累积起来可能是相当大的。将指令或数据从一台计算机传送到另一台计算机的常规方法包括：首先将数据或指令存储在接收计算机中，随后调用数据或指令以用于在所述计算机上执行(在为指令的情况下)或者操作(在为数据的情况下)。

减少在计算机之间传送、接收、然后使用数据或指令格式的信息所需的步骤数，将是很有用的。不过，据发明人所知，没有任何现有技术系统以有效的方式来简化上述处理过程。

而且，在现有技术中，已知的是，有时必需“引起计算机的注意”。也就是说，有时候即使计算机可能忙于一个任务，但仍可能需要另一对时间敏感的任务，即可能必需使计算机暂时从第一任务移开。这种示例包括但不限于，用户输入设备用于将输入提供给计算机的情况。在这些情况下，计算机可能需要暂时对输入进行确认和/或根据输入进行响应。然后，计算机继续在输入之前正在进行的工作，或者基于该输入改变正在进行的工作。尽管在此处使用外部输入作为示例，不过当在计算机内部各方面之间存在用于引起ALU注意的潜在冲突时，也发生相同的状况。

当从I/O端口接收数据或状态改变时，在现有技术中已存在两种可用的方法。一种是“轮询”该端口，这包括以固定的间隔读取端口的状态，以确定是否已接收到任何数据或者状态是否改变。不过，轮询端口耗费相当多的时间和资源，而这些时间和资源用做其它事情通常可能更好。通常，较佳的可选方案是使用“中断”。当使用中断时，处理器可以着手执行被分配给它的任务，并且当I/O端口/设备需要由已接收到字节或状态已经改变这样的事实所指示的注意时，I/O端口/设备将中断请求(IRQ)发送到处理器。一旦处理器接收到中断请求，就结束其当前指令，将少数事情放在堆栈中，并执行适当的可以从端口移动字节并将其放置在缓冲器中的中断服务例程(ISR)。一旦ISR结束，处理器就返回至它离开的位置。利用这种方法，处理器不必要浪费时间来查看I/O设备是否需要注意，而是仅在设备需要注意时提供中断服务。不过，在许多情况下，使用中断本身远达不到期望，这是由于可能存在大量的与使用中断有关的开销。例如，每次当中断发生时，计算机可能不得不暂时存储一定的与它之前试图实现的任务有关的数据，然后载入有关中断的数据，再然后一旦处理完中断，就再载入先前任务所需的数据。很明显，希望减少或消除所有这种时间和资源的消耗开销。不过，还没有开发出任何可缓解这种中断需要的现有技术方法。

发明内容

因此，本发明的一目的在于，提供一种在两台或更多计算机之间传送数据和/或指令的情况下用于提高操作速度的装置和方法。

本发明的另一目的在于，提供一种用于廉价地提供相当大计算能力的装置和方法。

本发明的再一目的在于，提供一种用于在最小量的时间内实现计算量密集任务的装置和方法。

本发明的又一目的在于，提供一种产生大量处理能力的计算机装置。

本发明的另一目的在于，提高计算机与计算机可控设备之间的通信效率。