[发明专利]一种降低CPU功耗的方法、装置及一种低功耗CPU

权利要求书

1.一种降低CPU功耗的方法，其特征在于，包括：

比较当前指令与后n级指令的写寄存器堆操作，如果当前指令与后n级指令中的至少一条指令都执行写操作，并且至少一条指令的所写寄存器地址与当前指令所写寄存器地址相同，则省略当前指令写该寄存器地址的操作；

其中，n的取值为CPU流水线上bypass路径的最大跨度值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

如果后n级指令中没有指令执行写操作，或者后n级指令中的至少一条指令执行写操作，但执行写操作的指令中所有的写寄存器地址都与当前指令所写寄存器地址不同，则执行当前指令写该寄存器地址的操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比较包括：

获得当前指令和后n级指令的写寄存器堆的控制信息，其中每条指令的控制信息包括是否写的信息和所写寄存器地址；

当根据所述控制信息判断当前指令为写寄存器堆时，对后n级指令每条进行如下判断：

判断是否写寄存器堆，如果写，则继续判断该指令的所写寄存器地址是否与当前指令的所写寄存器地址相同。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

如果省略当前指令写该寄存器地址的操作，则后n级指令中的某条指令通过bypass路径获得当前指令要写入该寄存器地址的结果；

如果执行当前指令写该寄存器地址的操作，则后n级指令中的某条指令从该寄存器地址中读取当前指令写入的结果，或者，通过bypass路径获得当前指令要写入该寄存器地址的结果。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下方式获得当前指令和后n级指令的写寄存器堆的控制信息：

CPU五级流水线的寄存器依次为R_IF、R_DE、R_EX、R_MEM、R_WB，则n的最大值为3；

当前指令的写寄存器堆的控制信息从流水线寄存器R_MEM获得；

后面第一级指令的写寄存器堆的控制信息从流水线寄存器R_EX获得；

后面第二级指令的写寄存器堆的控制信息从流水线寄存器R_DE获得；

后面第三级指令的写寄存器堆的控制信息从写入流水线寄存器R_DE之前的指令译码结果中获得。

6.一种降低CPU功耗的装置，其特征在于，包括：

比较模块，用于比较当前指令与后n级指令的写寄存器堆操作；其中，n的取值为CPU流水线上bypass路径的最大跨度值；

操作控制模块，用于当前指令与后n级指令中的至少一条指令都执行写操作，并且至少一条指令的所写寄存器地址与当前指令所写寄存器地址相同时，控制当前指令写该寄存器地址的操作省略。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：

如果后n级指令中没有指令执行写操作，或者后n级指令中的至少一条指令执行写操作，但执行写操作的指令中所有的写寄存器地址都与当前指令所写寄存器地址不同，则所述操作控制模块控制当前指令写该寄存器地址的操作执行。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述比较模块包括：

控制信息获取子模块，用于获得当前指令和后n级指令的写寄存器堆的控制信息，其中每条指令的控制信息包括是否写的信息和所写寄存器地址；

判断子模块，用于根据所述控制信息判断当前指令为写寄存器堆时，对后n级指令每条进行如下判断：判断是否写寄存器堆，如果写，则继续判断该指令的所写寄存器地址是否与当前指令的所写寄存器地址相同。

9.一种低功耗CPU，其特征在于，包括：

寄存器堆，用于存储指令执行所需的原操作数和指令执行后的目标操作数；

写寄存器堆控制装置，用于控制是否执行写寄存器堆的操作，具体包括：

比较模块，用于比较当前指令与后n级指令的写寄存器堆操作；其中，n的取值为CPU流水线上bypass路径的最大跨度值；

操作控制模块，用于当前指令与后n级指令中的至少一条指令都执行写操作，并且至少一条指令的所写寄存器地址与当前指令所写寄存器地址相同时，向当前指令的写寄存器地址输出不允许写的控制信号，表示省略当前指令写该寄存器地址的操作。