[发明专利]基于解码缓冲器的循环指令处理装置

权利要求书

1.一种基于解码缓冲器的循环指令处理装置，其特征在于：所述循环指令处理装置包括：

自循环缓冲器，用以连接于流水线指令解码单元的输出端，缓存指令经过解码之后产生的指令解码信息；所述自循环缓冲器逻辑上分为顺序指令解码信息分区和循环指令解码信息分区，缓存过程中，新指令解码后的信息以自循环的方式覆盖缓冲器内最旧指令解码信息；

数据选择器，用以连接于自循环缓冲器输出端，从自循环缓冲器中的顺序指令解码信息分区和循环指令解码信息分区选通一路获得指令解码信息并发送到指令执行单元，当处理器在顺序运行状态下选择顺序指令解码信息分区，当处理器在循环运行状态下选择循环指令解码信息分区；

控制电路，用以监测处理器运行状态，调度解码后的指令在自循环缓冲器中创建信息，建立大小可变的顺序指令解码信息分区和循环指令解码信息分区；并为数据选择器提供选通控制信号，控制指令解码信息发送到指令执行单元开始执行。

2.如权利要求1所述的基于解码缓冲器的循环指令处理装置，其特征在于：在所述自循环缓冲器中，当控制电路未创建循环指令解码信息分区时，顺序指令解码信息分区可容纳的指令数为该自循环缓冲器可容纳的指令数，当控制电路监测到后向跳转指令后，控制电路在自循环缓冲器中实时创建循环指令解码信息分区，其大小受循环体指令的数量决定，此时顺序指令解码信息分区可容纳的指令数相应减少，两个分区可容纳的指令数之和为自循环缓冲器可容纳的指令数。

3.如权利要求1所述的基于解码缓冲器的循环指令处理装置，其特征在于：所述控制电路包括核心控制逻辑单元，用以通过创建指针在自循环缓冲器中新建顺序指令解码信息分区，在顺序运行状态下核心控制逻辑单元控制数据选择器选通顺序发射指针指向的指令解码信息，从顺序指令解码信息分区中按序选取指令解码信息发送到执行单元；并对每一条创建指针新建的指令解码信息进行监测，若监测到后向跳转指令，则通过循环区顶指针和循环区底指针在自循环缓冲器中划分出循环指令解码信息分区；在循环运行状态下核心控制逻辑单元控制数据选择器选通循环发射指针指向的指令解码信息，从循环指令解码信息分区中按序选取指令解码信息发送到执行单元。

4.如权利要求2所述的基于解码缓冲器的循环指令处理装置，其特征在于：所述控制电路包括核心控制逻辑单元，用以通过创建指针在自循环缓冲器中新建顺序指令解码信息分区，在顺序运行状态下核心控制逻辑单元控制数据选择器选通顺序发射指针指向的指令解码信息，从顺序指令解码信息分区中按序选取指令解码信息发送到执行单元；并对每一条创建指针新建的指令解码信息进行监测，若监测到后向跳转指令，则通过循环区顶指针和循环区底指针在自循环缓冲器中划分出循环指令解码信息分区；在循环运行状态下核心控制逻辑单元控制数据选择器选通循环发射指针指向的指令解码信息，从循环指令解码信息分区中按序选取指令解码信息发送到执行单元。

5.如权利要求3或4所述的基于解码缓冲器的循环指令处理装置，其特征在于：在所述核心控制逻辑单元中，监测处理器运行状态，当顺序发射指针指向后向跳转指令，处理器进入循环运行状态，在监测到循环结束后处理器退出循环运行状态，除此之外处理器均运行在顺序运行状态。

6.如权利要求4所述的基于解码缓冲器的循环指令处理装置，其特征在于：当循环体指令的数量大于或等于自循环缓冲器可容纳的指令数时，核心控制逻辑单元通过操作循环区顶指针和循环区底指针将整个自循环缓冲器中除去存放后向跳转指令解码信息之外的所有区域设置为循环指令解码信息分区，同时关闭数据选择器，超出部分的循环体指令通过指令高速缓存获取，并在解码后发送至执行单元；当超出部分指令发送完毕，核心控制逻辑单元控制数据选择器从自循环缓冲器的循环指令解码信息分区中按序选取循环体指令解码信息，直接发送至执行单元，直到循环指令解码信息分区中的循环体指令解码信息按序发送完一遍之后，若要继续下次循环运行，则取指方式重复上述操作。

7.如权利要求3或4所述的基于解码缓冲器的循环指令处理装置，其特征在于：当循环运行状态退出时，核心控制逻辑单元设置循环发射指针、循环区顶指针和循环区底指针，使其和创建指针重合，回收自循环缓冲器中的循环指令解码信息分区。