[发明专利]一种多线程处理器中的指令输出装置、方法及其处理器

权利要求书

1.一种多线程处理器中的指令输出装置，其特征在于，包括指针产生逻辑单元、指令缓存单元、指令发布单元、指令执行单元和存储器访问单元；所述指针产生单元产生表示当前运行线程的本取指周期内输出的指令所在的读指针、表示当前运行线程的本取指周期内输入指令的存储位置的写指针以及表示当前线程中已输出但未执行指令中最先输出的一条指令位置的保证指针，并分别输出所述读指针、写指针和保证指针到所述指令缓存单元；所述指令发布单元将其得到的指令传输到所述指令执行单元；所述指令执行单元通过所述存储器访问单元取得当前其接收指令涉及的数据并实现该指令；

所述指令缓存单元在未收到来自所述存储器访问单元的、表示数据冒险存在的中断信号时按照取指周期依次输出所述读指针指向的指令；收到所述中断信号时，所述指令缓存单元暂停当前线程指令的输出，并将读指针替换为保证指针数值；

所述指令缓存单元还包括用于比较输入的写指针和保证指针的指针比较单元；所述指针比较单元比较所述写指针和所述保证指针，且在二者相同时，使得本取指周期取得的当前线程指令停止写入所述指令缓存单元。

2.根据权利要求1所述的多线程处理器中的指令输出装置，其特征在于，所述指针产生逻辑单元还包括保证指针产生单元，所述保证指针产生单元在开始取指时取得所述当前运行线程的读指针的值作为保证指针的初始值，并在所述保证指针指向的指令执行后，更新所述保证指针值。

3.根据权利要求2所述的多线程处理器中的指令输出装置，其特征在于，所述保证指针的更新包括按照设定的步长指向本线程下一条已输出或未输出的指令。

4.根据权利要求3所述的多线程处理器中的指令输出装置，其特征在于，所述指针产生逻辑单元还包括用于产生读指针的读指针产生单元，所述读指针产生单元依照指令输出产生读指针并在接收到来自所述存储器访问单元的第一设定信号时，重启所述指令输出被暂停的线程，并重新输出其与所述保证指针一致的读指针所指向的指令到所述指令发布单元；所述第一设定信号表示至少在上一个或多个取指周期检测的、未有效存在的输出指令涉及的数据在本取指周期已经有效存在。

5.根据权利要求4所述的多线程处理器中的指令输出装置，其特征在于，所述存储器访问单元还与存储器连接，所述存储器是与外部存储器连接的数据缓冲区域或数据缓冲单元；所述有效存在为涉及的数据已经读入所述数据缓冲区域或数据缓冲单元并存储。

6.根据权利要求5所述的多线程处理器中的指令输出装置，其特征在于，所述指针产生逻辑单元还包括停止信号产生单元，所述停止信号产生单元分别输出放弃当前指令执行的控制信号到所述指令发布单元和所述指令执行单元。

7.一种多线程处理器中的指令输出方法，其特征在于，包括如下步骤：

A)产生分别用于当前运行线程指令输出和输入的读、写指针以及用于表示已输出但尚未确认是否无数据冒险的最后一条指令的位置的保证指针；

B)判断是否接收到表示所述保证指针指向的指令存在数据冒险的中断信号，如是，暂停本线程的指令输出，并将读指针替换为当前保证指针值；否则，执行步骤C)；

C)比较所述写指针和所述保证指针是否相同，如相同，不写入指令，并执行下一步骤；否则，写入取得的指令并执行下一步骤；

D)继续输出本线程指令，并在输出指令已执行时，更新保证指针值；执行本步骤后，返回步骤A)；

当处于暂停本线程指令输出时，还包括如下步骤：

E)判断是否接收到第一设定信号，如是，使用本线程当前的读指针值作为读指针，并返回步骤A)；否则，重复本步骤；其中，所述第一设定信号表示至少在上一个或几个取指周期检测的、未有效存在的输出指令涉及的数据在本取指周期已经有效存在。

8.根据权利要求7所述的指令输出方法，其特征在于，所述步骤B)中，进一步包括：

输出控制信号到指令发布单元和指令执行单元，取消其中正在等待其涉及的数据到来的已发布指令。

9.一种多线程处理器，包括用于输出指令并执行的、设置在其指令输出流水线上的指令输出装置，其特征在于，所述指令输出装置是如权利要求1-6任意一项所述的多线程处理器中的指令输出装置。