[发明专利]管线式电脑系统与指令处理方法

说明书

本公开涉及管线式电脑系统与指令处理方法。管线式电脑系统包含处理器电路以及存储器电路。处理器电路用以在执行一第一分支指令前根据该第一分支指令的一第一地址获得该第一分支指令的一第一目标地址以及一第一预测指令的一第二地址，并在该第一分支指令的一预测结果为跳转成立时依序预先取出该第一目标地址对应的一第一指令与该第一预测指令，其中该第一预测指令之执行顺序次于该第一指令的执行顺序。存储器电路用以暂存该第一指令与该第一预测指令。

技术领域

本案是关于电脑系统，尤其是关于具有分支预测机制的管线式电脑系统及其指令处理方法。

背景技术

指令管线化(instruction pipeline)可增加单位时间内被执行的指令数量。为了更进一步提高指令处理的效率，分支预测机制可用来预测分支指令(例如为跳转指令、返回指令等等)的执行结果，以提前处理后续的指令。然而，当分支指令的预测结果为跳转不成立(branch not-taken)时，现有的分支预测机制仍无法消除指令处理过程中的多数停顿(bubble)。

发明内容

于一些实施例中，管线式电脑系统包含处理器电路以及存储器电路。处理器电路用以在执行一第一分支指令前根据该第一分支指令的一第一地址获得该第一分支指令的一第一目标地址以及一第一预测指令的一第二地址，并在该第一分支指令的一预测结果为跳转成立时依序预先取出该第一目标地址对应的一第一指令与该第一预测指令，其中该第一预测指令之执行顺序次于该第一指令的执行顺序。存储器电路用以暂存该第一指令与该第一预测指令。

于一些实施例中，指令处理方法包含下列操作：在执行一第一分支指令前根据该第一分支指令的一第一地址获得该第一分支指令的一第一目标地址以及一第一预测指令的一第二地址；以及在该第一分支指令的一预测结果为跳转成立时依序预先取出该第一目标地址对应的一第一指令与该第一预测指令，其中该第一预测指令之执行顺序次于该第一指令的执行顺序。

有关本案的特征、实作与功效，兹配合图式作较佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为根据本案一些实施例绘制一种管线式电脑系统的示意图；

图2为根据本案一些实施例绘制一种指令处理方法的流程图；

图3A为根据本案一些实施例绘制图1的管线式电脑系统依序执行多个指令的示意图；

图3B为根据本案一些实施例绘制图3A中多个指令的运行流程图；

图4A为根据本案一些实施例绘制图1的管线式电脑系统依序执行多个指令的示意图；

图4B为根据本案一些实施例绘制图3A中多个指令的运行流程图；以及

图5为根据本案一些实施例绘制图1的管线式电脑系统依序执行多个指令的示意图。

具体实施方式

本文所使用的所有词汇具有其通常的意涵。上述之词汇在普遍常用之字典中之定义，在本案的内容中包含任一于此讨论的词汇之使用例子仅为示例，不应限制到本案之范围与意涵。同样地，本案亦不仅以于此说明书所示出的各种实施例为限。

关于本文中所使用之『耦接』或『连接』，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。如本文所用，用语『电路系统(circuitry)』可为由至少一电路(circuit)所形成的单一系统，且用语『电路』可为由至少一个晶体管与/或至少一个主被动元件按一定方式连接以处理讯号的装置。

如本文所用，用语『与/或』包含了列出的关联项目中的一个或多个的任何组合。在本文中，使用第一、第二与第三等等之词汇，是用于描述并辨别各个元件。因此，在本文中的第一元件也可被称为第二元件，而不脱离本案的本意。为易于理解，于各图式中的类似元件将被指定为相同标号。