[發明專利]用于浮點協處理器的寄存器文件分組編址、讀寫控制方法

有效

• 申請號: 201010261146.3
• 申請日: 2010-08-24
• 公開（公告）號: CN101930356A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 張洵穎;裴茹霞;肖建青;趙翠華;李紅橋
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

1.一種用于浮點協處理器的寄存器文件分組編址、讀寫控制方法，其特征在于，包括下述兩大步驟：

(1)寄存器文件分組編址

將寄存器文件分為四組，即每次最大寄存器訪問數目為4，同時，改變寄存器的編址模式，將原來統一線性編址的模式改為基于分組的“之”字型編址，即，對于2ⁿ⁺¹個的浮點寄存器來講，其地址為n+1位的二進制地址，在分成四組之后，每一組中采用統一線性編址，稱為組內偏移地址，該組內偏移地址對應于原地址rs[n:0]的rs[n:2]部分，原地址rs[n:0]的rs[1:0]部分作為四組寄存器的組號出現，這樣將一個一維的線性地址轉變為了一個兩維的行列結構；對于單精度數據的訪問則對應于對RAM0、RAM1、RAM2或者RAM3中的一個寄存器組中一個寄存器的訪問；雙精度數據的訪問則對應于RAM0和RAM1或RAM2和RAM3兩兩成對的寄存器分組中相同偏移地址的訪問；四精度數據的訪問則對應于對四個分組中相同偏移地址的同時訪問；

(2)寄存器文件的讀寫控制

在步驟(1)分組編址的情況下，為每一組寄存器都提供一套讀寫控制信號、地址信號和數據信號，其中每一組的地址信號對應于要訪問寄存器地址的最高位到第三位，即rs[n:2]，數據信號、讀寫控制信號是每組專屬的，其中，讀寫控制信號按照如下的步驟生成：

1)根據指令操作類型譯碼，產生指示單、雙、四精度操作的操作類型信號；

2)應用操作類型信號判斷寄存器組選擇的類型，其中單精度時由要訪問寄存器地址的最低兩位rs[1:0]的對應值來確定寄存器組選通并提供讀或寫控制信號；雙精度時由要訪問寄存器地址的第二位rs[1]來確定寄存器組選通并提供讀或寫控制信號；四精度時所有的四個寄存器組都選通并提供讀或寫控制信號；

對于支持單、雙、四精度的浮點協處理器而言，其最大處理位寬為128位，其源操作數和運算結果在進入數據路徑前都被拼接成128位的模式，對于單精度來講，其低96位補“0”；雙精度時低64位補“0”，四精度時則為對應的128位的數據，根據這樣的數據結構，每個寄存器組的數據信號的生成步驟如下：

1)數據讀出時，讀出使能的寄存器組都將數據送出，根據操作類型指示信號，單精度時，寄存器組輸出的數據和低96位的“0”相拼接，雙精度時寄存器組輸出的數據和低64位的“0”相拼接，四精度時寄存器組輸出的數據直接得到128位的操作數；

2)數據寫入時，根據操作類型指示信號和寄存器組選擇信號進行128位數據的寫入分配，單精度時，將128位的高32位全部送到四組寄存器的數據信號上，配合寄存器組寫使能和組選擇信號完成對選擇的寄存器組的rs[n:2]地址的寫入；雙精度時將128位的高64位按照地址對齊模式送至RAM0和RAM1或RAM2和RAM3兩兩成對的寄存器組的數據信號上，配合寄存器組寫使能和組選擇信號將64位結果的高低各32位的數據寫入選擇的兩組寄存器的rs[n:2]中；四精度時，將128位的結果按照地址對齊模式分為4個32位數據，并分別送至四個寄存器的數據信號上，配合寄存器組寫使能和組選擇信號實現4組寄存器文件中rs[n:2]的寫入。