[发明专利]一种支持任意位宽数据有效数据位编码的方法和装置

说明书

本发明公开了一种支持任意位宽数据有效数据位编码的方法及装置，其中方法步骤包括对操作数的数据位进行分组；判断操作数是否有编码需求，如果无编码需求则将分组结果作为最终编码结果输出；如果有编码需求则针对分组后的操作数进行组内编码，进一步判断组内编码后的结果是否产生进位，将组内编码后的结果接收进位，并将接收进位后的结果作为最终编码结果输出；否则将组内编码后的结果作为最终编码结果输出。本发明具有高性能、开销小、易于实现、使用灵活的优点，并且实现简单，可灵活应用到现有处理器设计中。

技术领域

本发明涉及微处理器的微体系结构设计领域，具体涉及一种支持任意位宽数据有效数据位编码的方法和装置。

背景技术

芯片诞生以来，一直遵循着摩尔定律发展，差不多每间隔18-24个性能翻一翻，然而随着工艺不断接近物理极限，摩尔定律面临失效，芯片的发展将步入后摩尔时代，也就意味着芯片性能提升空间将面临较大制约。芯片的组成大致可以划分为处理器核、存储、互连以及IO等，其中核心是处理器核。处理器核主要功能是实现芯片各个模块之间的控制，以及芯片的根本任务---计算，处理器核需要实现各类计算，除了简单的加减乘除操作，还有一系列超越函数的计算，但是需要指出的是，处理器核实现超越函数的计算最终还是通过分解为加减和乘除操作，因此提高处理器核实现加减乘除操作的效率能有效破解工艺瓶颈给处理器核性能提升带来的制约，而有效提升加减乘除操作的办法之一就是对操作数进行有效编码降低操作数中有效数据位的占比。

对于微处理器的微体系结构设计而言，如何设计实现高效能的处理器核是关键，如何实现操作数编码达到降低有效数据位的占比实现高效能的处理器核的关键。如何实现操作数编码达到降低有效数据位的占比，已经成为一项亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种支持任意位宽数据有效数据位编码的方法和装置，本发明支持带符号位任意位宽数据，具有高性能、开销小、易于实现、使用灵活的优点，并且实现简单，可灵活应用到现有处理器设计中。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种支持任意位宽数据有效数据位编码的方法，实施步骤包括：

1）依据处理器数据位宽对操作数的数据位进行分组；

2）判断操作数是否有编码需求，如果有编码需求则跳转下一步；否则直接将操作数作为最终编码结果输出，结束；

3）针对分组后的操作数进行组内编码；

4）判断组内编码后的结果是否产生进位，如果产生进位则跳转下一步；否则将组内编码后的结果作为最终编码结果输出，结束；

5）将组内编码后的结果接收进位，并将接收进位后的结果作为最终编码结果输出。

可选地，步骤1）中对操作数的数据位进行分组的详细步骤包括：判断数据位宽是否为2的整数倍，如果数据位宽为2的整数倍，则按权重从低至高将每相邻两位划分为一组；否则，将权重最高三位被划分为一个组、并将剩余位同样按权重从低至高每相邻两位划分为一组。

可选地，步骤2）中判断操作数是否有编码需求的详细步骤包括：对分组后每个组的有效数据位进行判断，判断依据是两位组或三位组中最低权重相邻两位数据位的有效数据位是否超过一位，若没有任何一个组存在超一位有效数据位的情况，则判定没有编码需求，否则判定有编码需求。

可选地，步骤3）针对分组后的操作数进行组内编码具体是指针对两位组或三位组中最低权重相邻两位数据位的有效数据位超过一位的情况，对所有的两位组和唯一的一个三位组分别采用带符号位的编码机制进行编码。

可选地，所述对所有的两位组和唯一的一个三位组分别采用带符号位的编码机制进行编码的方式为下述方式1.1～方式1.4中的一种：