[發明專利]基于動靜態混合調度策略的訪存操作管理裝置及其方法

有效

• 申請號: 201010034463.1
• 申請日: 2010-01-21
• 公開（公告）號: CN101777027A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 李祖松;汪文祥;郝守青;徐翠萍
• 申請（專利權）人: 北京龍芯中科技術服務中心有限公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 北京市隆安律師事務所 11323
• 代理人: 史霞

技術領域

本發明屬于計算機體系結構中處理器技術領域，特別涉及處理器中訪存操作管理裝置及 其方法。

背景技術

在現代處理器體系結構設計中，訪存部分的設計實現成為至關重要的一方面。之前的設 計人員在這一方面提出了許多優化技術，諸如Cache、非阻塞訪問、預取、訪存指令相關預測 等。這些技術實現過程中需要在訪存部件內部緩存多條操作，以便展開有效調度，充分利用 優化技術進行處理。

現有的高性能處理器通常采用完全動態的訪存操作管理方式，訪存操作在進入訪存部件 后即進入一個統一的動態隊列中，對其進行的調度不需要遵守操作進入訪存部件的順序。這 在一方面能夠極大限度的開發訪存操作之間的并行性，提高處理器執行性能，但是在另一方 面，在調度的同時維護高速緩存(Cache)一致性所需要做的控制也變得更為復雜。復雜的設 計不僅會大大增加設計驗證周期的長度，也會增加處理器的資源開銷。

另一方面，傳統的處理器對于訪存操作管理采用了保守的靜態調度策略，所有的訪存操 作在訪存部件中被調度的順序即是它們進入訪存部件的順序。這種機制大大降低了維護Cache 一致性的實現復雜度，但它的弊端是無法采用更充分的性能優化技術。

綜上，需要一種復雜度低但性能高的訪存操作管理機制。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種基于動靜態混合調度策略的訪存操作管理裝置及其方法， 以降低了整體的設計復雜度與實現開銷，同時兼顧了效率與性能。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于動靜態混合調度策略的訪存操作管理裝置，包括：

訪存類型判定部件，用于將訪存操作區分為第一類型或第二類型；

動態調度訪存部件，與所述訪存類型判定部件(1)相連接，用于接收第一類型的訪存操 作，并以動態調度策略管理第一類型的訪存操作；

靜態調度訪存部件，與所述訪存類型判定部件(1)相連接，用于接收第二類型的訪存操 作，并以靜態調度策略管理第二類型的訪存操作；

訪存失效管理部件，用于管理Cache失效訪存操作；

訪存順序維護部件，與所述動態調度訪存部件、靜態調度訪存部件和訪存失效管理部件 相連接，用于記錄并維護所述第一類型的訪存操作、第二訪存類型的訪存操作和Cache失效 訪存操作的順序關系。

進一步地，所述第一類型的訪存操作為Cache讀訪問，所述Cache讀訪問包括Cache讀 失效訪問和Cache讀命中訪問。

進一步地，所述動態調度訪存部件以隊列的方式處理訪存操作的部件，所述動態調度訪 存部件中的隊列為第一隊列，所述第一隊列中存放；

所述第一隊列中的每一項包括：狀態域、操作碼域、隊列號域、物理地址域、結果域和 字節準備好域。

進一步地，所述第二類型的訪存操作為對于Cache空間的寫訪問及對于非Cache空間的 讀訪問與寫訪問。

進一步地，所述靜態調度訪存部件以隊列的方式處理訪存操作的部件；所述靜態調度訪 存部件中的隊列為第二隊列，所述第二隊列中存放所述第二類型的訪存操作，所述第二隊列 中的每一項包括：狀態域、操作碼域、隊列號域、物理地址域、數值域和字節寫使能域。

進一步地，所述訪存失效管理部件以隊列的方式處理訪存操作的部件，所述訪存失效管 理部件中的隊列為第三隊列，所述第三隊列存放有Cache失效操作，所述第三隊列中的每一 項包括：狀態域、失效地址域、字節使能域、數據域及返回字節數域。

本發明還提供一種基于動靜態混合調度策略的訪存操作管理方法，其特征在于包括以下 步驟：

訪存類型判定步驟，用于將訪存操作區分為第一類型或第二類型；

動態調度訪存步驟，用于接收第一類型的訪存操作，并以動態調度策略管理第一類型的 訪存操作；

靜態調度訪存步驟，用于接收第二類型的訪存操作，并以靜態調度策略管理第二類型的 訪存操作；

訪存失效管理步驟，用于管理Cache失效訪存操作；

訪存順序維護步驟，用于記錄并維護所述第一類型的訪存操作、第二訪存類型的訪存操 作和Cache失效訪存操作的順序關系。