[發明專利]存取多個寄存器其中之一目標寄存器的方法及其相關裝置

有效

• 申請號: 200710181430.8
• 申請日: 2007-10-25
• 公開（公告）號: CN101419541A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 張傳華;蘇泓萌;曾仁志
• 申請（專利權）人: 晶心科技股份有限公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 王志森

技術領域

本發明有關于存取多個寄存器其中之一目標寄存器的方法，特別有關于利用映射的方式(mapping)通過一特定寄存器索引以存取多個寄存器其中一目標寄存器。?

背景技術

通常以處理器為基礎的電腦會通過一指令執行預定的操作以及功能，指令的大小通常為32位，因此32位的指令通常亦稱為一字碼(word?code)。如圖1所示，指令100包含一op區域、一rs區域、一rt區域、一rd區域、一shamt區域以及一funct區域。如本領域技術人員所熟知，op區域為一操作碼、rs區域代表一操作來源的一第一寄存器、rt區域代表一操作來源的一第二寄存器、rd區域代表存儲操作結果的一寄存器、shamt區域代表遷移(shift)總量、而funct代表一功能碼。然而，指令的大小并不限定于32位，可為其他大小如16位等，指令區域的劃分亦可有所不同。?

圖2表示公知技術中具有多個寄存器的寄存器文件，其用以存儲欲被操作的數據，如此數據不需要再從存儲器被讀出，因此可以增加操作速度。如圖2所示，寄存器文件200包含多個寄存器201、203、205、207以及209，其中每一寄存器都包含0至K-1的寄存器索引。在寄存器文件中的寄存器數量為K。圖1中的指令的rs、rt以及rd區域為寄存器索引，用以存取對應每一寄存器號碼索引的寄存器文件中的寄存器。指令的rs和rt區域指示數據自兩寄存器中被讀出，且執行被指令的op和funct區域所定義的操作。當操作完成時，指令的rd區域指示結果數據被寫入至一特定寄存器，使得結果數據可以通過另一個寄存器文件讀取操作而被隨后的指令使用。由于詳細的操作已被本領域技術人員所熟知，故在此不再贅述。?

為了能夠利用一指令存取一寄存器文件中的所有K個寄存器，一寄存器索引區域須被log2^K個位所編碼。舉例來說，對具有32個寄存器的寄存器文件而言，需要5位的寄存器索引區域(因為log2³²＝5)。因此，為了在一指令?中包含3個寄存器索引區域(2個為來源數據，1個是結果數據)，則需要3*log2^K位。對具有32個寄存器的寄存器文件來說，需要15個位。?

為了具有較好的效能，現行的32位指令處理器大多具有至少32寄存器的寄存器文件。而且為了較低的存儲器成本，大多個的32位指令處理器在其指令組中都具有16位指令的格式，以降低程序的大小。然而，較大數量的寄存器以及減少的指令大小會對彼此造成問題。?

雖然32位指令具有足夠的空間15位給三個5位寄存器索引區域使用(圖1中所述的rs區域、rt區域以及rd區域)，16位指令則無法將15位給三個5位寄存器索引區域使用而只利用一位編碼兩種功能。為了將足夠的功能編碼進16位指令使其有足夠的功能，被編碼的寄存器索引區域的數目須被降低(至2或1)，且寄存器索引區域的位數目亦須被降低(至4位或3位)。若欲使用3位和4位的寄存器索引區域，因為索引的大小并不足以存取全部的32個寄存器，32個寄存器僅有一部份可被存取。若被3位或4位索引區域所存取的寄存器并未被好好的決定或控制，16位指令的使用會大為受限，亦無法達到使用16位指令以降低程序存儲器大小的目的。?

因此，需要新穎的發明以解決上述問題。?

發明內容

本發明的一目的為提供一種數據存取方法，用以存取多個寄存器的一目標寄存器，其可使用一N位寄存器索引區域以存取具有2M個寄存器的一寄存器文件，此寄存器文件對應M位寄存器索引，且N小于M。?

本發明的一目的為提供一種數據存取裝置，用以存取多個寄存器的一目標寄存器，其可使用一N位寄存器索引區域以存取具有2M個寄存器的一寄存器文件，此寄存器文件對應M位寄存器索引，且N小于M。?

本發明的一實施例公開了一種用以存取多個寄存器中之一目標寄存器的數據存取方法，包含：接收一指令，該指令包含一N位寄存器索引區域；以及映射寄存器索引區域至M位的目標寄存器以存取目標寄存器。映射N位寄存器索引區域至M位的目標寄存器的存取索引的步驟可包含：定義該多個寄存器的M位存取索引以及N位的寄存器索引區域之間的至少2(M-N)映射關系，使得所有寄存器可被最小映射關系的組合所存??；并根據寄存器索引區域以及被選擇的映射關系存取特定寄存器的目標寄存器。?

本發明亦公開了當N＝＝3、N＝＝4以及M＝＝5時的實施例。而且，映射關系可由軟件使用需求所定義以增加16位指令的應用性并減少映射關系的改變。?