[发明专利]一种跳转指令编码的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及处理器领域，具体涉及一种跳转指令编码的方法和系统。

背景技术

目前，处理器性能损失的原因之一可能是循环指令的执行，一个循环体包含N条指令，它需要被重复执行多次。循环体最后一条指令可以用LOOP_END表示，当在PIPELINE(指令流水线)的译码阶段看到LOOP_END时，如果此时才从MEMORY(存储器)取LOOP_BEGIN(循环体第一条指令)，PIPELINE必须停下来等待MEMORY，等待的周期取决于MEMORY的速度和架构。对于常见的处理器，循环指令的使用频率是非常频繁的，所以这样的开销带来的性能损失是非常大的。现有的解决办法有两种，第一种是添加LOOP_BUFFER(循环缓冲器)，当循环体第一次执行时，把循环体的指令保存到LOOP_BUFFER，第二次执行时就不需要从MEMORY取LOOP_BEGIN，而是直接从BUFFER获取，这样PIPELINE就不需要停顿。这种实现方案需要添加BUFFER(缓冲器)以及相应的硬件逻辑，电路也非常复杂，实现的代价大。第二种是添加计数器，比如添加一条专门的LOOP_BEGIN指令，它包含循环体指令条数的信息，这样从第一条开始计数，每执行一条就减一，因而可以提前知道LOOP_END到达，提前从MEMORY取指令，其间PIPELINE不需要停顿。这种方案同样需要增加硬件逻辑，对于循环嵌套，需要的硬件资源更多，而且如果循环体指令条数小于N(N表示从MEMORY取指令需要的周数)时，这种方案不具有适应性。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种跳转指令编码的方法和系统，以简化硬件逻辑，提高实现的可靠性和性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种跳转指令编码的方法，该方法包括：

在执行循环时，相对于操作周期，提前到内存中获取循环开始指令；

当循环体最后一条指令执行完时，完成循环开始指令的获取。

所述相对于操作周期，提前到内存中获取循环开始指令的方法为：

将循环体最后一条指令的标志位提前N周，并生成需要的执行文件exe.bin；

所述N周对应于循环开始指令至循环体最后一条指令的操作周期。

所述完成循环开始指令的获取的过程包括：

所述exe.bin指令在被执行时，硬件提前N周发现循环体最后一条指令，从而提前N周从存储器MEMORY获取该指令。

该方法进一步包括：

涉及执行循环的指令流水线PIPELINE在不需要等待的情况下继续工作。

该方法通过ASS汇编译器实现。

一种跳转指令编码的系统，该系统包括操作周期提前单元、循环开始指令获取单元；其中，

所述操作周期提前单元，用于在执行循环时，相对于操作周期，确认要提前到内存中获取循环开始指令；

所述循环开始指令获取单元，用于在循环体最后一条指令执行完时，完成循环开始指令的获取。

所述操作周期提前单元，相对于操作周期，提前到内存中获取循环开始指令时，用于：

将循环体最后一条指令的标志位提前N周，并生成需要的执行文件exe.bin；

所述N周对应于循环开始指令至循环体最后一条指令的操作周期。

所述循环开始指令获取单元完成循环开始指令的获取时，用于：

触发所述exe.bin指令的执行，使硬件提前N周发现循环体最后一条指令，从而提前N周从MEMORY获取该指令。

该系统进一步包括涉及执行循环的PIPELINE，用于在不需要等待的情况下继续工作。

该系统设置于ASS中。

本发明跳转指令编码的方法和系统，通过ASS汇编编码的预处理，从软件的层面简化了硬件逻辑，保证不需要去添加额外的BUFFER和计数器等逻辑来解决循环折回时流水线需要停顿的问题，省去了很多的硬件逻辑和硬件资源，节省了面积和成本，使得实现简单，也提高了实现方案的可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的跳转指令编码流程简图；

图2为本发明实施例的跳转指令编码系统图。

具体实施方式