[发明专利]用于功能单元分配的方法和装置

说明书

提供了一种用于为当前调度的指令确定最佳功能单元的方法、装置和网络节点。各实施例将所述功能单元分配问题划分为单独的评估，并随后调和由对所述最佳功能单元的不同结论引起的任何冲突。所述最佳功能单元的所述单独评估涉及所述最佳功能单元在指令捆绑方面的评估，以及所述最佳功能单元在延迟方面的评估。为了在指令捆绑方面选择所述最佳功能单元，在考虑可用队列中指令的优先级的同时，考虑最大化指令捆绑的大小的因素。为了在延迟方面选择所述最佳功能单元，主要考虑指令节点的最重要后续指令。

相关申请案交叉引用

本申请要求于2019年11月22日递交的申请号为16/692,844、发明名称为“用于功能单元分配的方法和装置(Method and Apparatus for Functional Unit Assignment)”的美国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及编译器优化，例如计算机指令调度，尤其涉及用于功能单元分配的方法和装置。

背景技术

在计算机指令调度中，至少可以向两个或三个不同的功能单元发出数字信号处理器(digital signal processor，DSP)芯片等芯片上的一些指令。众所周知，功能单元可以定义可执行操作和计算的处理单元的一部分。在这种情况下，将用一种语言(例如高级编程语言)编写的计算机代码翻译成另一种语言(例如汇编语言、目标代码或机器代码)的编译器负责在多个候选功能单元中选择应向其分配指令的功能单元。在这种情况下，将用一种语言(例如高级编程语言)编写的计算机代码翻译成另一种语言(例如汇编语言、目标代码或机器代码)的编译器负责在多个候选功能单元中选择应向其分配指令(或应向其发送指令)的功能单元。

功能单元选择通常是指令延迟(例如，一个指令的数据可用于另一个指令所需的周期数)和指令级并行性(例如，可以在计算机程序中同时执行的指令数的度量)之间的权衡。向同一功能单元发出的指令不能并行，而向不同功能单元发出的指令可以并行。另外，如果作为指令发出目标的功能单元发生变化，则某个指令与该指令的先前指令或后续指令之间的延迟可能会发生变化。

一种用于功能单元选择或分配的已知方式称为集群分配。图1示出了两个集群DSP。集群DSP是将寄存器文件划分为两个或多个子集的DSP，即寄存器文件100和寄存器文件102。如图1所示，每个功能单元(functional unit，FU)104……117只能访问所有寄存器文件的一个子集。集群可以定义为寄存器文件以及与之直接连接的所有功能单元。例如，在图1中，寄存器文件100以及与之直接连接的功能单元104、105、106、107可以视为第一个集群110。同样地，寄存器文件102以及与之直接连接的功能单元114、115、116、117可以视为第二个集群112。

在集群分配中，当另一个指令(即第二个指令)需要一个指令(即第一个指令)的输出才能继续执行第二个指令时(例如，当两个指令之间存在数据依赖关系时)，可以向两个不同的集群或同一集群发出这两个指令。当向不同集群发出这两个指令时，第一个指令的输出必须复制到另一个集群(例如，作为第二个指令的发出目标的集群)中的其中一个寄存器中，以便执行第二个指令。这将增加第一个指令和第二个指令的执行之间的延迟。为了改善延迟，可以向同一集群提供第一个指令和第二个指令，但是并非始终需要向同一集群发出多个指令。例如，如果向同一集群发出太多指令，则可能会有指令在队列中一直等待，直到有功能单元可用于执行这些指令，即使其它集群中的功能单元可用(例如，处于空闲状态)也如此。