[發明專利]流水線操作處理器和控制系統

有效

• 申請號: 200910142662.1
• 申請日: 2009-06-05
• 公開（公告）號: CN101655784A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 岡部基彥
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 申發振

1.一種控制系統，其特征在于，包括：

一個或多個通用處理器(1a，1b)；

流水線操作處理器(2)，其具有流水線處理功能并連接至所述 一個或多個通用處理器(1a，1b)的總線(1c)；

第一存儲器(4)，其被配置為存儲由所述流水線操作處理器(2) 執行的控制程序(4a)和操作數據，所述控制程序(4a)和所述操作 數據由所述一個或多個通用處理器(1a，1b)和所述流水線操作處理 器(2)共享；和

第二存儲器(3)，其被配置為從所述流水線操作處理器(2)訪 問，并用作傳送所述流水線操作處理器(2)輸入或輸出的外部數據 的接口；

所述流水線操作處理器(2)包括：

流水線處理單元(2b)，包括：作為級的取指令單元(2b1)、 指令解碼單元(2b2)、指令執行和地址生成單元(2b3)、存儲器訪 問單元(2b4，2b5)、劃分指令并且并行執行指令的寫單元(2b6)； 和流水線總線(2b7)，其被配置為連接所述級、第一存儲器訪問單 元(2b9)、和第二存儲器訪問單元(2b8)；以及

指令插入控制器(2a)，其被配置為，當從所述一個或多個通用 處理器(11a，11b)請求對所述第一存儲器(4)的訪問時，在所述 流水線處理單元(2b)中插入指令；以及被配置為，校正所述級的控 制信息的相對位移，以控制在所述級之間的數據路徑；

當從所述一個或多個通用處理器(1a，1b)接收到請求對所述第 一存儲器(4)進行訪問的訪問請求指令時，在所述取指令單元(2b1) 從所述第一存儲器(4)取出指令并且所述控制程序(4a)正在執行 的情況下，所述指令插入控制器(2a)插入來自所述指令解碼單元的 無操作指令，代替所述控制程序(4a)的被調度的隨后指令，以使得 所述流水線處理單元(2b)不執行操作；或通過所述指令解碼單元 (2b2)檢測在所述控制程序(4a)中嵌入的無操作指令，以使得所 述流水線處理單元(2b)不執行操作；以及

在不中斷所述流水線操作處理器(2)的處理的情況下，所述流 水線處理單元(2b)執行隨后指令并繼續執行所述流水線處理。

2.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述第一存 儲器(4)包括同步存儲器，以及

所述第一存儲器訪問單元(2b9)與所述流水線總線(2b7)的 時鐘信號同步地執行從所述同步存儲器讀取數據以及向所述同步存 儲器寫入數據。

3.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，

所述指令插入控制器(2a)從所述一個或多個通用處理器(11a， 11b)接收請求對所述第一存儲器(4)進行訪問的訪問請求，并在執 行無操作指令時通過所述第一存儲器訪問單元(2b9)訪問所述第一 存儲器(4)。

4.根據權利要求1所述的控制系統，其特征在于，

所述指令插入控制器(2a)包括：

指令插入器(2a2)，其被配置為，當從所述一個或多個通用處 理器(1a，1b)接收對所述第一存儲器(4)的訪問請求指令時，在 所述指令解碼單元(2b2)中插入無操作指令；

校正控制信息緩沖器(2a3)，其被配置為，存儲在插入所述元 操作指令時所述流水線處理單元(2b)的級的控制信息；校正在執行 在所述無操作指令隨后的指令時在所述校正控制信息緩沖器(2a3) 中存儲的控制信息與所述級的控制信息之間的相對位移；以及在從所 述指令插入器(2a2)通知插入所述無操作指令時，或經由所述指令 插入器(2a2)從所述指令解碼單元(2b2)通知在所述控制程序(4a) 中嵌入的無操作指令時，輸出校正控制信息；以及

第一多路復用器(2a4)，其被配置為，當生成所述無操作指令 時，將所述流水線處理單元(2b)的控制信息改變為所述校正控制信 息緩沖器(2a3)的輸出，并重新配置所述控制信息。