[發(fā)明專利]擴(kuò)展指令字折疊設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 01122079.1
• 申請(qǐng)日: 2001-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN1335561A
• 公開（公告）日: 2002-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙璟衍;林鐘潤(rùn);李根澤;吳亨哲;金賢奎;閔炳權(quán);李熙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 先進(jìn)數(shù)字芯片股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F12/04
• 分類號(hào): G06F12/04
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 孫敬國(guó)

本發(fā)明涉及一種擴(kuò)展指令字折疊設(shè)備，尤其涉及當(dāng)微處理器利用固定長(zhǎng)度指令執(zhí)行通用指令字時(shí)用于處理擴(kuò)展指令字的一種擴(kuò)展指令字折疊設(shè)備。

通常，微處理器讀取儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器中的包括一組多個(gè)指令字的程序，由指令翻譯器翻譯讀取的程序，并由執(zhí)行單元執(zhí)行相應(yīng)于每個(gè)指令的操作。

按照指令字的長(zhǎng)度指令字被稱為可變長(zhǎng)度指令字，也就是說(shuō)，在一個(gè)指令字中的比特?cái)?shù)量級(jí)是不同的。同時(shí)，如果在所有指令字中的比特?cái)?shù)量級(jí)是相同的話，該指令字被稱為固定長(zhǎng)度指令字。

一個(gè)常規(guī)微處理器分為一個(gè)CISC(復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī))和一個(gè)RISC(簡(jiǎn)化指令集計(jì)算機(jī))，其中CISC使用可變長(zhǎng)度指令字而RISC使用固定長(zhǎng)度指令字。

一個(gè)可變長(zhǎng)度指令字系統(tǒng)具有不同的長(zhǎng)度的指令字和許多種類的指令字。然而，由于指令字的長(zhǎng)度是可變的，對(duì)指令字進(jìn)行翻譯的翻譯器具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，且操作速度很慢。

同時(shí)，一個(gè)固定長(zhǎng)度指令字系統(tǒng)使用所有指令字長(zhǎng)度不變的固定長(zhǎng)度指令字，其中指令字翻譯器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且能夠高速操作，但由于指令字的長(zhǎng)度是固定的從而限制了所表示的操作數(shù)的范圍。也就是說(shuō)，由于操作數(shù)的長(zhǎng)度須小于一個(gè)寄存器的量值或小于一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備地址范圍的量值，則一個(gè)大于指令字量值或存儲(chǔ)設(shè)備地址的不變值不能以單個(gè)的指令字構(gòu)成。

一種擴(kuò)展指令字的方法是解決常規(guī)可變長(zhǎng)度指令字系統(tǒng)和常規(guī)固定長(zhǎng)度指令字系統(tǒng)中存在的上述問題。當(dāng)采用固定長(zhǎng)度指令字時(shí)，所有指令字的長(zhǎng)度是不變的，從而可以表示全部長(zhǎng)度的指令字，此時(shí)，為擴(kuò)展指令字系統(tǒng)配備一個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。

圖1是一個(gè)擴(kuò)展指令字系統(tǒng)的操作圖。

如圖1所示，為了提供一個(gè)大于指令字量值或存儲(chǔ)設(shè)備的地址的不變值，使用了兩個(gè)擴(kuò)展指令字。在圖1中，翻譯從存儲(chǔ)設(shè)備中讀取的指令字的一個(gè)操作碼OP。這里，如果操作碼OP是一個(gè)通用的指令字，由一個(gè)執(zhí)行單元根據(jù)相應(yīng)的操作碼執(zhí)行該指令字。同時(shí)，讀取的指令字的操作碼OP是一個(gè)擴(kuò)展指令字，指令字的第一操作數(shù)OPER1被存儲(chǔ)在一個(gè)擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元ER中。在此情況下，如果擴(kuò)展指令字是利用存儲(chǔ)在擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元ER中的擴(kuò)展數(shù)據(jù)首先用于跟隨通用指令字的一個(gè)擴(kuò)展指令字，高于擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元ER的擴(kuò)展指令字的第一操作數(shù)OPER1的高端位用在擴(kuò)展指令字中的第一操作數(shù)OPER1的最高有效位(MSB)填充，并且與擴(kuò)展指令字的第一操作數(shù)OPER1相同位的位置用擴(kuò)展指令字中的第一操作數(shù)OPER1填充。

如果跟隨指令字是一個(gè)擴(kuò)展指令字，通過操作和處理，儲(chǔ)存在擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元ER中的第一操作數(shù)產(chǎn)生的擴(kuò)展數(shù)據(jù)被移位到與第二操作數(shù)OPER2位的數(shù)量相同的高端位，并且第二操作數(shù)OPER2被放在擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元ER中空的低端位上。這樣，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元ER從最低有效位到高端位放置第二操作數(shù)OPER2和第一操作數(shù)OPER1。也就是說(shuō)，通過組合第一操作數(shù)OPER1與第二操作數(shù)OPER2獲得的一個(gè)值以兩個(gè)擴(kuò)展指令字被儲(chǔ)存在擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元ER中。

因此，通過上述的方法，固定長(zhǎng)度指令字系統(tǒng)使用一個(gè)擴(kuò)展指令字，從而產(chǎn)生大于指令字量值或存儲(chǔ)單元地址值的不變值。

由于使用常規(guī)擴(kuò)展指令字的固定長(zhǎng)度指令字系統(tǒng)以與通用指令字相同的方式讀取一個(gè)擴(kuò)展指令字，由命令翻譯程序分析擴(kuò)展指令，并由執(zhí)行單元執(zhí)行擴(kuò)展指令的操作，兩個(gè)CPU以及程序的操作效率是較低的。

為解決上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種擴(kuò)展指令字折疊設(shè)備，用于使兩個(gè)CPU和程序的效率最大化，其中在讀取和執(zhí)行一個(gè)通用指令字期間，對(duì)一個(gè)跟隨的擴(kuò)展指令字進(jìn)行處理以便使用大于通用指令字量值或存儲(chǔ)單元地址的不變值，從而立即處理跟隨擴(kuò)展指令字后面的通用指令字。