[發明專利]一種指令分配和預處理指令譯碼的裝置

有效

• 申請號: 201010238659.2
• 申請日: 2010-07-26
• 公開（公告）號: CN101901130A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 李兆麟;鄭慶偉;陳佳佳;葉劍飛;魏熾頻;李圣龍;王芳
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種指令分配和預處理指令譯碼的裝置，其特征在于，包括：

指令分配模塊，用于生成指令分配使能信號和下一個周期的指令分配信號；

指令判斷及選擇模塊，用于根據來自所述指令分配模塊的指令分配使能信號，生成各個功能單元的指令選擇信號，選擇并輸出相應的功能單元指令；和

指令預處理模塊，用于對來自所述指令判斷及選擇模塊的各個功能單元的指令進行預處理譯碼，輸出各個相應功能單元的指令預處理信號。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述指令分配模塊進一步包括：分配標志處理單元、指令分配使能單元和分配標志寄存單元，

所述分配標志處理單元，用于將輸入的上一個周期指令分配信號pre_flag(n)(n＝1，2，3...8)、指示新的取指包指令進入分配單元的信號NEW_FP以及分配指示信號PC_v3進行邏輯處理，生成指示本周期的指令分配信號fix_flag(n)(n＝1，2，3...8)；

所述指令分配使能單元，用于根據根據輸入的各個功能單元的指令的p位和來自所述分配標志處理單元的的本周期指令分配信號，判斷本周期需要分配的執行包，生成指令分配使能信號inst(n)_dispatch、下一個周期的指令分配信號next_flag(n)以及流水線停頓指示信號；

所述分配標志寄存單元，用于記錄本周期分配指令的標志信息。

3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述分配標志單元生成指示本次分配指令的標志信號fix_flag(n)的邏輯處理進一步包括：

fix_flag(n)＝NEW_FP？(PC_v3＞＝n)：pre_flag(n)，

當NEW_FP為真時，則判斷PC_v3是否大于等于n，

當PC_v3＞＝n時，則fix_flag(n)為1；當PC_v3小于1時，則fix_flag(n)為0；

當NEW_FP為假時，則fix_flag(n)＝pre_flag(n)，其中n＝1，2，3...8。

4.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述指令分配使能單元生成指令分配使能信號inst(n)_dispatch進一步包括：

inst(n)_dispatch＝next_flag(n)&(～fix_flag(n))，

當第n條指令在上一個周期沒有分配過，而在本周期的分配標志為完成分配，則第n條指令在本周期分配，

其中，“&”表示邏輯與，“～”表示邏輯取反。

5.如權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述指令分配使能單元生成下一個周期的指令分配信號next_flag(n)進一步包括：

next_flag(n)＝(next_flag(n-1)&p(n-1))|fix_flag(n-1)，

當第n-1條指令在上一個周期分配過，或者n-1條指令本周期分配并且第n條指令和第n-1條指令并行，則第n條指令已經分配過或者正要分配，其中n＝1，2，3...8，

當n＝1時，next_flag1＝1，表示第1條指令已經分配過或者正要分配，

其中，“|”表示邏輯或。

6.如權利要求1所述的裝置，所述指令判斷及選擇模塊進一步包括：判斷指令的目的單元、指令選擇信號生成單元和指令選擇單元，

所述判斷指令的目的單元，用于根據輸入的功能單元的指令集合和來自所述指令分配模塊的指令分配使能信號，判斷所述功能單元的指令集合中與各個功能單元相匹配的指令，輸出指令的目的單元信號；

所述指令選擇信號生成單元，用于將來自所述判斷指令的目的單元的指令的目的單元信號轉換為各個功能單元的指令選擇信號以及NOP指令選擇信號；

所述指令選擇單元，用于根據來自所述指令選擇信號生成單元的指令選擇信號，選擇并輸出與各個功能單元相匹配的功能單元指令。

7.如權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述判斷指令的目的單元判斷所述功能單元的指令集合中與各個功能單元相匹配的指令進一步包括：

當所述指令分配使能信號有效，則根據指令的特征碼位判斷與所述功能單元的指令集合中各條功能指令的相匹配的目的功能單元；

當所述指令分配使能信號無效或者特征碼位非法，則判斷所述功能單元的指令與目的功能單元不匹配。