[发明专利]用于在程序指令的控制下处理数据的装置和方法

说明书

用于处理数据的装置(2)包括诸如乱序处理器之类的第一执行电路(4)，以及诸如顺序处理器之类的第二执行电路(6)。第一执行电路(4)比第二执行电路(6)具有更高的性能但使用更多的能量。控制电路(24)在第一执行电路(4)是活跃的和第二执行电路(6)是活跃的之间切换。控制电路包括预测电路，该预测电路被配置为根据最近执行的程序指令序列来预测待执行的下一程序指令序列的预测标识，然后根据该预测标识预测与下一程序指令序列应由第一执行电路执行还是应由第二执行电路执行相对应的预测执行目标。

技术领域

本发明涉及数据处理系统领域。更具体地，本发明涉及含有用于执行程序指令的多个执行机制的数据处理系统，且可在给定时间就哪个执行机制是活跃的以执行程序指令流来在多个执行机制之间做出选择。

背景技术

已知提供数据处理系统，例如，采用由英国剑桥的ARM有限公司设计的big.LITTLE处理器技术的那些数据处理系统，该技术包含多个执行机制，活跃执行机制在这多个执行机制中被选择。这些处理器通常包括低性能和低功耗处理器核心连同高性能和高功耗处理器核心。当处理工作负载为不要求高性能时，则处理被切换以便由更节能的低功耗处理器核心执行。相反地，当处理工作负载为高性能是必要的时，则工作负载被切换到高性能处理器核心。该切换在这类系统中被执行的粒度是大的，因为其将处理器状态从小低功耗处理器核心移动到大高性能处理器核心可能花费成千上万的处理周期。

虽然上面的系统可被具有优势地使用，已注意到的是，在许多现实生活处理负载中，高性能相对低功耗的要求之间的变化发生于比系统内可被处理的粒度水平更精细的粒度水平，在该系统中，当原因之一关闭时，处理被转移到另一处理器核心的整个处理器状态然后该其他处理器核心被启动。这限制了可被实现的益处。

发明内容

从一个方面看，本发明提供了一种用于在程序指令的控制下处理数据的装置，所述装置包括：

第一执行电路，该第一执行电路被配置为执行程序指令；

第二执行电路，该第二执行电路被配置为执行所述程序指令，所述第二执行电路在执行所述程序指令时比所述第一执行电路具有更低的能量消耗，以及所述第二执行电路比所述第一执行电路需要更长的时间来执行所述程序指令；以及

控制电路，该控制电路被配置为控制所述程序指令由所述第一执行电路执行还是由所述第二执行电路执行，其中

所述控制电路包括预测电路，该预测电路被配置为：

(i)根据最近执行的程序指令序列预测待执行的下一程序指令序列的预测标识；以及

(ii)根据所述预测标识，预测与所述下一程序指令序列应由所述第一执行电路执行还是应由所述第二执行电路执行相对应的预测执行目标；以及

所述控制电路被配置为根据所述预测执行目标选择所述第一执行电路或所述第二执行电路来执行所述下一程序指令序列。

本技术认识到，当执行第一执行电路和第二执行电路之间的切换以执行程序指令时，期望的是被选择使用的执行电路对于待执行的下一程序指令序列应是适当的。控制在使用的执行电路之间切换的一种方法是检查最近已被执行的程序指令序列的要求，并假设待执行的下一程序指令序列将具有相同的要求。尽管相邻程序指令序列的处理要求之间存在某些关联，但在实践中下一程序指令序列和上一程序指令序列将具有类似要求的预测在精度上是有限的。本技术通过提供预测电路改进该方法，该预测电路根据最近执行的指令序列预测待执行的下一程序指令序列的标识，然后使用下一程序指令序列的预测标识来预测该下一程序指令序列要求的执行目标。因此，预测电路首先预测什么将是待执行的下一程序指令序列的标识，然后使用该标识来预测哪个是该下一程序指令序列的最适当的执行目标。该技术能为预测的执行目标实现高度的适用性。