[发明专利]基于解耦‑签出操作的超标量处理器指令分配装置

摘要

本发明提出一种基于解耦‑签出操作的超标量处理器指令分配装置，包括指令操作队列、指令分配单元、ROB和执行单元，指令分配单元包括执行单元依赖分析装置、执行单元位置分析装置、执行单元状态判断装置、执行单元分配装置和ROB分配装置，执行单元位置分析装置和执行单元依赖分析装置用于获取指令间的相关性，包括指令所需执行单元的位置和所需执行单元对其它执行单元的依赖性，并对存在相关性的指令进行解耦操作；执行单元状态判断装置用于判断各个执行单元是否可以接受新分配的指令；执行单元分配装置用于对各个执行单元进行签出操作；ROB分配装置用于根据各个虚拟执行单元的position和对应的available信号进行签出操作。本发明的装置能够优化派遣操作的时序。

主权项

一种基于解耦‑签出操作的超标量处理器指令分配装置，其特征在于，包括指令操作队列、指令分配单元、ROB和执行单元，其中，所述指令操作队列，用于存储等待分配的指令；所述指令分配单元，用于将指令队列中的指令分配到ROB和执行单元中；所述ROB，用于按照程序执行的顺序保存分配后的指令；所述执行单元，用于执行所述指令；其中，所述指令分配单元包括执行单元依赖分析装置、执行单元位置分析装置、执行单元状态判断装置、执行单元分配装置和ROB分配装置，其中，所述执行单元位置分析装置和执行单元依赖分析装置用于实现指令解耦操作，以获取指令间的相关性，包括指令所需执行单元的位置和指令所需执行单元对其它执行的单元的依赖性，以及从指令队列中获取各条待分配指令的指令类型，并根据指令类型对存在相关性的指令进行解耦操作；所述执行单元状态判断装置，用于判断各个执行单元是否可以接受新分配的指令；所述执行单元分配装置，用于对各个执行单元进行签出操作，执行单元分配装置的输入来自执行单元依赖分析装置和执行单元状态判断装置，其中，所述签出操作是针对虚拟执行单元xxx，检查每一个xxx_check_list_yyy是否有效，如果有效，就检查yyy_available是否有效，只有所有有效的xxx_check_list_yyy所对应的yyy_available都有效，xxx才能被签出，其中，所述指令分配单元包括以下虚拟执行单元：ALU_1ST：待派遣指令中的第一条ALU指令所使用的定点运算单元，对应于实际中的ALU_0或ALU_1；ALU_2ND：待派遣指令中的第二条ALU指令所使用的定点运算单元，对应于实际中的ALU_0或ALU_1；FPU_1ST：待派遣指令中的第一条FPU指令所使用的浮点运算单元，对应于实际中的FPU_0或FPU_1；FPU_2ND：待派遣指令中的第二条FPU指令所使用的浮点运算单元，对应于实际中的FPU_0或FPU_1；VPU_1ST:待派遣指令中的第一条VPU指令所使用的向量运算单元，对应于实际中的VPU_0或VPU_1；VPU_2ND：待派遣指令中的第二条VPU指令所使用的向量运算单元，对应于实际中的VPU_0或VPU_1；LSU_1ST：待派遣指令中的第一条LSU指令，对应于实际中的LSU_0；LSU_2ND：待派遣指令中的第二条LSU指令，对应于实际中的LSU_1；BQU：待派遣指令中的第一条BQU指令，对应于实际中的BQU；MDU：待派遣指令中的第一条MDU指令，对应于实际中的MDU；所述ROB分配装置，用于根据各个虚拟执行单元的position和对应的available信号进行ROB签出操作，其中，所述ROB分配装置的输入来自执行单元位置分析装置、执行单元依赖分析装置和执行单元状态判断装置，所述ROB分配装置在进行签出操作时遵循指令的先后次序，后面的指令只有在前面的指令被签出时才可以被签出，对于第一条待派遣指令，当有虚拟执行单元的xxx_position的第一位为1时，如果对应的xxx_check_list_xxx和xxx_available也为1，则该指令可以被分配，如果该指令是ROB类型，而且ROB可以接受该指令，则该指令也可以被分配。