[发明专利]支持矩阵整体读写操作的矩阵寄存器文件

摘要

本发明公开了一种支持矩阵整体读写操作的矩阵寄存器文件，要解决的技术问题是提供一种支持整体矩阵的所有行或列数据的一次性读操作和整体矩阵的所有行或列数据的一次性写操作的矩阵寄存器文件。技术方案是它由矩阵寄存器文件存储体、1个读访问端口和1个写访问端口组成；读访问端口由读行列地址译码器、读出数据缓冲器和读出控制器组成，读出控制器由1个读状态机、1个读计数器和1个读加法器组成；写访问端口由写地址译码器和写入控制器组成，写入控制器由1个写状态机、一个写计数器和1个写加法器组成。使用本发明时，采用单条矩阵指令就能实现整体的矩阵运算，从而提高了代码密度，降低了存储器开销和系统功耗。

主权项

1.一种支持矩阵整体读写操作的矩阵寄存器文件，它由矩阵寄存器文件存储体、1个读访问端口和1个写访问端口组成；矩阵寄存器文件存储体由N个行向量寄存器VR0～VRN-1或N个列向量寄存器CVR0～CVRN-1构成，每个行向量寄存器VRi又由N个寄存器VRi[j]组成，每个列向量寄存器CVRm又由N个寄存器VRk[m]组成，每个寄存器有B位其中B为正整数，i、j、m、k均为大于等于0小于等于N-1的整数；矩阵寄存器文件存储体的每个行向量寄存器和每个列向量寄存器既与读访问端口相连，又与写访问端口相连；其特征在于：读访问端口由读译码选择器、读出数据缓冲器和读出控制器组成；读译码选择器与读出数据缓冲器、读出控制器和矩阵寄存器文件存储体相连，读译码选择器从向量微处理器的指令译码部件接受读行列模式信号，从读出控制器接受读向量地址，根据读行列模式信号和读向量地址进行行或列向量地址译码并选择存储体中的某一行向量或列向量数据作为输出送给读出数据缓冲器；读出数据缓冲器由1个缓冲器空满标志位和N个B位的寄存器构成，既与读译码选择器的输出相连，又与读出控制器相连，当系统复位有效时，读出数据缓冲器置缓冲器空满标志位为空；当接收到读出控制器发来的数据缓冲器写信号有效时，读译码选择器的输出值被写入读出数据缓冲器，并输出到读出数据总线等待向量运算阵列或存储器读取，同时置缓冲器空满标志位为满；读出控制器与读译码选择器和读出数据缓冲器相连，由1个读状态机、1个读计数器和1个读加法器组成，它从向量微处理器的指令译码部件接受读请求、读行列模式、行读起始地址、列读起始地址、行读向量数、列读向量数和系统复位信号，从向量运算阵列或存储器接受向量读使能信号，控制读译码选择器和读出数据缓冲器的操作，读状态机和读计数器控制矩阵的读访问过程，读加法器负责改变读访问过程中读译码选择器的读向量地址；写访问端口由写地址译码器和写入控制器组成，写地址译码器既与矩阵寄存器文件存储体内所有行向量寄存器和所有列向量寄存器相连，又与写入控制器相连，它从指令译码部件接受写行列模式信号，从向量运算阵列或存储器接受写数据和写数据有效信号，根据写行列模式和写入控制器产生的写向量地址完成地址译码，向矩阵寄存器文件存储体输出1个有效的行写片选信号或1个有效的列写片选信号，当收到写入控制器输出的数据写使能信号有效时，将写数据总线上的数据写入行写片选信号或列写片选信号选中的行向量或列向量寄存器中；写入控制器与写地址译码器相连，它由1个写状态机、一个写计数器和1个写加法器组成；写入控制器从向量微处理器的指令译码部件接受写请求、写行列模式、行写起始地址、列写起始地址、行写向量数、列写向量数和系统复位信号，从向量运算阵列或存储器接受写数据有效信号；写状态机和写计数器控制矩阵的写访问过程，写加法器在写状态机的控制下改变写访问过程中写地址译码器的写向量地址；向量微处理器的指令集增加矩阵乘法、矩阵加法、矩阵装载、矩阵存储四种矩阵指令。