[发明专利]一种乱序高性能处理器的寄存器重命名方法及系统

权利要求书

1.一种乱序高性能处理器的寄存器重命名方法，其特征在于，所述方法包括：

基于高层次语言构建电子系统级ESL的参数化处理器模型，通过硬件生成器将处理器核心部件转换为实际电路，所述处理器核心部件包括指令信息分类器和优化重排序缓存器结构的寄存器重命名部件；

通过一个或多个硬件计数器组成的性能监测部件，实时分析实际处理器性能并确定所述核心部件的相关参数；所述性能监测部件用于统计处理器分支预测器部件、所述指令信息分类器、重排序缓存器、重命名缓存器和指令分配部件的性能数据。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指令信息分类器用于对指令译码部件解析出来的指令进行分类，分类结果包括指令类型instr_type1、指令类型instr_type2、指令类型instr_type3和指令类型instr_type4；其中所述指令类型instr_type1包括ALU和MUL指令，所述指令类型instr_type2包括Branch、Jump和ST指令，所述指令类型instr_type3包括DIV指令，所述指令类型instr_type4包括特殊指令。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指令类型instr_type1不占用重排序缓存器、重命名映射表和重命名缓存器的硬件资源；所述指令类型instr_type2不占用重命名缓存器的硬件资源；所述指令类型instr_type3占用重排序缓存器、重命名映射表和重命名缓存器的硬件资源。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述指令信息分类器分类过程包括：

顺序读取重排序缓存器队列的头部指令，针对每一条头部指令执行：解析所述头部指令，对解析后的指令进行指令信息分类，将分类标志位添加至每一条头部指令；

所述缓存器重命名部件用于根据每条头部指令的分类标志位，执行所述分类标志位对应的退休机制。

5.如权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，若指令类型为instr_type1，则在指令译码级退休；若指令类型为instr_type2的ST指令，则在执行单元第一级流水确认无异常时退休；若指令类型为instr_type2的Branch指令，则在执行单元进行分支预测确认后退休；若指令类型为instr_type3，则在则在执行单元第一级流水确认无异常时退休。

6.一种乱序高性能处理器的寄存器重命名系统，其特征在于，所述系统包括：

ESL参数化建模部件，用于基于高层次语言构建ESL的参数化处理器模型，通过硬件生成器将处理器核心部件转换为实际电路，所述处理器核心部件包括指令信息分类器和优化重排序缓存器结构的寄存器重命名部件；

处理器性能监测部件，用于分析实际处理器性能并确定所述核心部件的相关参数，还用于统计处理器的分支预测器部件、所述指令信息分类器、重排序缓存器、重命名缓存器和指令分配部件的性能数据；所述性能监测部件通过一个或多个硬件计数器组成。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述指令信息分类器用于对指令译码部件解析出来的指令进行分类，分类结果包括指令类型instr_type1、指令类型instr_type2、指令类型instr_type3和指令类型instr_type4；其中所述指令类型instr_type1包括ALU和MUL指令，所述指令类型instr_type2包括Branch、Jump和ST指令，所述指令类型instr_type3包括DIV指令，所述指令类型instr_type4包括特殊指令。

8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述指令类型instr_type1不占用重排序缓存器、重命名映射表和重命名缓存器的硬件资源；所述指令类型instr_type2不占用重命名缓存器的硬件资源；所述指令类型instr_type3占用重排序缓存器、重命名映射表和重命名缓存器的硬件资源。