[发明专利]用于实时Java处理器的字节码高速缓存装置及存取方法

摘要

本发明涉及一种用于实时Java处理器的字节码高速缓存装置及存取方法，属于计算机领域。本发明装置包括字节码计数器、高速缓存读地址多路选择器、高速缓存写地址多路选择器、高速缓存读地址寄存器、高速缓存写地址寄存器、高速缓存读地址加法器、高速缓存写地址加法器、字节码可读比较器、字节码可写比较器、主存储器、高速缓存以及字节码寄存器。本发明利用Java字节码不等长、多数字节码少于4个字节的特点，进行一次取4个字节，分多次使用完，从而产生预取时间。本发明装置具有指令自动预取机制，可以减少因取指令带来的CPU停顿；并可以确定未命中发生的字节码位置，使其访问时间可静态预测。在确保程序执行可预测的同时大大提高了Java处理器的性能。

主权项

用于实时Java处理器的字节码高速缓存装置，其特征在于：其包括字节码计数器(1)、高速缓存读地址多路选择器(3)、高速缓存写地址多路选择器(4)、高速缓存读地址寄存器(5)、高速缓存写地址寄存器(6)、高速缓存读地址加法器(7)、高速缓存写地址加法器(8)、字节码可读比较器(9)、字节码可写比较器(10)、主存储器(13)、高速缓存(14)以及字节码寄存器(15)；字节码计数器(1)用来保存以字节为寻址单位的待执行的字节码地址，该地址经过地址对齐操作(2)之后送到高速缓存写地址多路选择器(4)；高速缓存读地址多路选择器(3)及高速缓存写地址多路选择器(4)的输出端分别连接字节码可读比较器(9)的两个输入端，字节码可读比较器(9)的输出端分别连接字节码寄存器(15)以及高速缓存读地址寄存器(5)的使能端；字节码可读比较器(9)用来判断高速缓存(14)中是否有字节码可用，写地址大于读地址则有字节码可用，通过高速缓存读地址加法器(7)将当前地址加1并在下一个时钟来时打入高速缓存读地址寄存器(5)，同时由控制信号(19)控制选择该地址作为输出；主存储器(13)的读地址输入连接到高速缓存写地址多路选择器(4)的输出端，其数据输出连接到高速缓存(14)的数据输入端(17)；高速缓存(14)的读地址输入端(11)连接于高速缓存读地址多路选择器(3)的输出端，其写地址输入端(12)连接于高速缓存写地址多路选择器(4)的输出端，其数据输入端(17)连接于主存储器(13)的数据输出端，其数据输出端(18)连接于字节码寄存器(15)的输入端；字节码寄存器(15)的输出端(16)连接到Java处理器的后续段；高速缓存(14)的读地址输入端(11)及写地址输入端(12)分别连接字节码可写比较器(10)的两个输入端，字节码可写比较器(10)的输出端连接高速缓存写地址寄存器(6)的使能端；字节码可写比较器(10)用来判断高速缓存(14)有无空间存放更多字节码，写地址不等于读地址时表示有空间存放更多字节码，通过高速缓存写地址加法器(8)将当前地址加4并在下一个时钟来时打入高速缓存写地址寄存器(6)，同时由控制信号(19)控制选择该地址作为输出；在控制流发生改变时，由控制信号(19)分别控制高速缓存读地址多路选择器(3)以及高速缓存写地址多路选择器(4)，选择字节码计数器(1)的地址为输出地址。