[发明专利]一种处理器及其运行方法

权利要求书

1.一种处理器（200），包括指令高速缓存（290）、指令提取单元（210）、指令解码单元（220）、重新数列缓冲器（230）、保留站（240）、执行单元（250）和数据读取存储单元（260）；其特征在于，所述数据读取存储单元（260）中的数据高速缓存为n通路的组-关联数据高速缓存；其特征在于，还包括：

循环检测单元（270），和

循环缓冲器（280）；

其中，所述循环检测单元（270）用于从所述指令解码单元（220）的输出的解码指令中检测出循环体，并且，至少将该循环体对应的解码指令和所述数据高速缓存的关联通路信息存储至所述循环缓冲器（280）；

在该循环体的迭代运行过程中，所述循环检测单元（270）中止所述指令提取单元（210）和/或指令解码单元（220）的运行，所述循环缓冲器（280）基于其存储的所述关联通路信息为所述数据高速缓存提供通路预测；

n为大于或等于2的整数。

2.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，在该循环体的迭代运行过程中，所述循环缓冲器（280）将其存储的所述解码指令输出至所述重新数列缓冲器（230），所述解码指令为微操作。

3.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述数据高速缓存包括：地址标签阵列（268）和数据阵列；

在所述循环检测单元（270）未检测出所述循环体时，所述地址标签阵列（268）用于控制数据阵列的n个数据通路的访问的选择输出；

在该循环体的迭代运行过程中，所述循环检测单元中止所述地址标签阵列（268）的运行。

4.如权利要求3所述的处理器，其特征在于，所述数据读取存储单元（260）中设置有多路选择器（269）。

5.如权利要求1所述的处理器，其特征在于，所述处理器为服务器中的处理器。

6.一种如权利要求1所述处理器的运行方法，其特征在于，包括步骤：

循环检测单元（270）从所述指令解码单元（220）的输出的解码指令中检测是否为循环体；

如果检测为循环体并且该循环体为新循环体，至少将该循环体对应的解码指令和所述数据高速缓存的关联通路信息存储至所述循环缓冲器（280）；

如果检测为循环体并且该循环体为正迭代运行的循环体，所述循环检测单元（270）中止所述指令提取单元（210）和/或指令解码单元（220）的运行，所述循环缓冲器（280）基于其存储的所述关联通路信息为所述数据高速缓存提供通路预测。

7.如权利要求6所述的运行方法，其特征在于，所述循环检测单元（270）中止所述指令提取单元（210）和/或指令解码单元（220）的运行时，所述循环缓冲器（280）将其存储的所述解码指令输出至所述重新数列缓冲器（230）。

8.如权利要求6或7所述的运行方法，其特征在于，所述循环缓冲器（280）基于其存储的所述关联通路信息为所述数据高速缓存提供通路预测时，所述循环检测单元中止所述地址标签阵列（268）的运行。

9.如权利要求6所述的运行方法，其特征在于，如果检测不是为循环体，基于所述地址标签阵列（268）控制数据阵列的n个数据通路的访问的选择输出。

10.如权利要求6所述的运行方法，其特征在于，所述检测步骤中，循环堆栈被用来检测当前阶段执行的所有循环体，在该循环堆栈中，循环体被标记为[T ,B]，其中，T为目标指令的程序计数指令指针，B为跳转目标程序指令指针；

所述检测步骤包括以下步骤：

检测所述循环堆栈结构是否为“空”；

如果判断为“是”，其表示当前执行的指令属于该循环堆栈中的正迭代运行的循环体；

如果判断为“否”，其进一步判断该指令是否为改变程序指令指针的分支或跳转指令；

如果是分支或跳转指令，通过将目标地址T记录并将其与当前循环堆栈的条目作比较，判断目标地址T是否存在于当前循环堆栈中，以判断是否为新循环体。