[發明專利]微處理器及其執行方法

有效

• 申請號: 201010185596.9
• 申請日: 2010-05-19
• 公開（公告）號: CN101866280A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 杰拉德·M·卡爾;羅德尼·E·虎克;布萊恩·W·伯格
• 申請（專利權）人: 威盛電子股份有限公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 錢大勇

1.一種微處理器，用以非循序執行暨循序引退指令，包括：

一分支預測器，用以預測一分支指令的一預測目標地址；

一提取單元，耦接于上述分支預測器，用以從上述預測目標地址提取上述分支指令；以及

至少一執行單元，耦接于上述提取單元，用以：

解析上述分支指令的目標地址，并且檢測上述預測目標地址與所解析出的目標地址是否不同；

當上述預測目標地址與上述所解析出的目標地址不同時，判斷是否具有程序順序較舊于上述分支指令且需要被校正的一未引退指令；

如果沒有程序順序較舊于上述分支指令且需要被校正的上述未引退指令，則清除由上述預測目標地址所提取的一錯誤預測的分支指令，并使得上述提取單元由上述所解析出的目標地址進行提取，以便執行上述分支指令；以及

如果有程序順序較舊于上述分支指令且需要被校正的上述未引退指令，則暫緩執行上述分支指令。

2.如權利要求1所述的微處理器，其中上述執行單元通過下列條件中的一個判斷是否具有程序順序較舊于上述分支指令且需要被校正的上述未引退指令：

是否上述分支預測器已預測出程序順序較舊于上述分支指令的一未引退分支指令的目標地址，且上述提取單元已從所預測的上述未引退分支指令的目標地址提取指令，且上述執行單元已解析出上述未引退分支指令的目標地址，并且檢測到所解析出的上述未引退分支指令的目標地址與所預測的上述未引退分支指令的目標地址不同；

在上述微處理器的一快取存儲器內是否有程序順序較舊于上述分支指令的一未引退載入指令被錯失；以及

是否具有程序順序較舊于上述分支指令之一未引退整數指令需要被重新執行。

3.如權利要求1所述的微處理器，還包括一存儲元件，用以存放在程序順序上最舊且需要被校正的未引退指令的重整緩沖器標簽，其中上述執行單元通過比較上述分支指令的重整緩沖器標簽與上述在程序順序上最舊且需要被校正的未引退指令的重整緩沖器標簽，以判斷是否具有程序順序較舊于上述分支指令且需要被校正的上述未引退指令。

4.如權利要求3所述的微處理器，其中上述存儲元件用以為多個指令類型的每一個存放上述在程序順序上最舊且需要被校正的未引退指令的重整緩沖器標簽，其中上述執行單元通過為上述指令類型的每一個比較上述分支指令的重整緩沖器標簽與上述在程序順序上最舊且需要被校正的未引退指令的重整緩沖器標簽，以判斷是否具有程序順序較舊于上述分支指令且需要被校正的上述未引退指令。

5.如權利要求4所述的微處理器，其中上述多個指令類型包括下列指令類型的至少一個：

一第一指令類型，用以表示一載入指令在上述微處理器的一指令快取存儲器發生錯失；

一第二指令類型，用以表示上述分支預測器對上述分支指令所預測到的目標地址與上述執行單元對上述分支指令所解析出的目標地址是不同的；以及

一第三指令類型，用以表示一整數指令需要被重新執行。

6.如權利要求1所述的微處理器，還包括：

一寄存器別名表，用以依照程序順序地接收多個程序指令，并且將上述程序指令派送至上述微處理器的多個上述執行單元以便進行非循序執行；以及

第一多個管線級，位于上述寄存器別名表之前，上述第一多個管線級包括上述分支預測器與上述提取單元，

其中上述執行單元通過提供上述所解析出的目標地址至上述提取單元以及發出一信號來執行上述分支指令，上述寄存器別名表根據上述信號停止派送指令，上述第一多個管線級根據上述信號清除其內所有的指令，并且上述提取單元根據上述信號由上述所解析出的目標地址開始提取指令。

7.如權利要求6所述的微處理器，還包括：

一引退單元，用以依照程序順序地引退上述程序指令；以及

第二多個管線級，位于上述寄存器別名表之后，包括多個上述執行單元和上述引退單元，

其中當上述引退單元判斷出上述分支指令為上述微處理器內的最舊的未引退指令時，上述引退單元使上述第二多個管線級的所有程序指令被清除，并且在上述引退單元使上述第二多個管線級的所有程序指令被清除之后，上述寄存器別名表開始派送程序指令至多個上述執行單元。