[發明專利]在分支預測失敗時使用ROB恢復RAT內容的系統和方法

有效

• 申請號: 201010607215.1
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102567137A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 楊思博
• 申請（專利權）人: 北京國睿中數科技股份有限公司
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王小衡;盧江

1.一種在分支預測失敗時使用重排序緩沖器ROB恢復寄存器別名表RAT內容的系統，所有的ROB項按照其地址被分成多個組，每個組包括預定數目的ROB項并且所述預定數目的ROB項互相之間沒有重疊，所述系統包括：

用于產生指示RAT進行更新操作的更新信號的定時裝置；

對應于RAT中每個表項的映射關系恢復模塊，其中每個映射關系恢復模塊包括：

分別對應于每個ROB項的比較器，將保存在每個ROB項中的目標邏輯地址與該映射關系恢復模塊所對應的RAT表項所對應的邏輯寄存器地址進行比較并且輸出指示二者是否相等的比較結果，其中保存在每個ROB項中的目標邏輯地址與該ROB項所對應的指令的目標邏輯寄存器地址相等；

對應于ROB項的每個組的組內查找裝置，其接收每個組內的ROB項所對應的比較器輸出的比較結果，在這些比較結果中進行查找并輸出查找結果；

用于ROB項的多個組的組間多選器，用于選出ROB項中的ROB尾項所在的組，所述ROB尾項是發生錯誤的分支指令所對應的ROB項，并輸出該ROB尾項所在的組的組內的比較器的比較結果；

特殊組內查找裝置，接收所述組間多選器輸出的比較結果，并且基于所述組間多選器輸出的比較結果對所述ROB尾項所在組內的比較器的比較結果進行查找，并輸出查找結果；

全局查找裝置，用于基于所述組內查找裝置輸出的查找結果和所述特殊組內查找裝置輸出的查找結果輸出最終的查找結果，所述最終的查找結果指示在ROB中是否還有其目標邏輯地址與該映射關系恢復模塊所對應的RAT表項所對應的邏輯寄存器地址相等的ROB項，以及在其目標邏輯地址與該映射關系恢復模塊所對應的RAT表項所對應的邏輯寄存器地址相等的這些ROB項中對應于應該最晚被執行的其目標寄存器地址與所述目標邏輯地址相等的指令的ROB項的地址；

RAT表項恢復裝置，接收全局查找裝置輸出的最終的查找結果，輸出該映射關系恢復模塊所對應的RAT表項所保存的物理寄存器地址應該被恢復的內容。

2.如權利要求1所述的系統，當所述定時裝置中的計數器的計數值達到預定的值時，該定時裝置發出更新信號以指示RAT根據其各個表項所對應的映射關系恢復模塊輸出更新各個RAT表項原來所保存的物理寄存器地址，其中所述定時裝置的定時時間不超過當發生分支預測錯誤時微處理器從新地址重新加載指令的時間。

3.如權利要求1所述的系統，其中所述組內查找裝置按照其所對應的組內的ROB項地址由組內最大遞減到組內最小的順序查找是否有ROB項所對應的比較器的比較結果指示為相等，如果有，則輸出指示這個ROB項在組內的位置的信號和指示查找成功的信號，如果有多個ROB項所對應的比較器的比較結果指示為相等，輸出指示最先找到的那個ROB項在組內的位置的信號和指示查找成功的信號，否則輸出指示查找失敗的信號。

4.如權利要求1所述的系統，其中所述特殊組內查找裝置接收組間多選器的輸出結果，并以所述ROB尾項為起點，按照ROB項地址由大到小的順序查找是否有ROB項所對應的比較器的比較結果指示為相等，如果有，則輸出指示這個ROB項在組內的位置的信號和指示查找成功的信號，如果有多個ROB項所對應的比較器的比較結果指示為相等，則輸出指示最先找到的那個ROB項在組內的位置的信號和指示查找成功的信號，否則輸出指示查找失敗的信號，其中對應于其地址大于ROB尾項地址的ROB項的比較器的比較結果將不會被查找。

5.如權利要求4所述的系統，其中所述全局查找裝置首先根據所述特殊組內查找裝置的輸出的指示查找是否成功的信號來判斷特殊組內查找裝置是否找到了比較器的比較結果指示為相等的ROB項，如果找到，就將特殊組內查找裝置找到的ROB項的地址作為輸出并且輸出表示查找成功的信號，如果特殊組內查找裝置沒有找到比較器的比較結果指示為相等的ROB項，則按照指令依次進入ROB的方向，判斷組間多選器所選擇的組的下一個組所對應的組內查找裝置是否找到了比較器的比較結果指示為相等的ROB項，如果找到，將這個組內查找裝置找到的ROB項的地址作為輸出并且輸出指示查找成功的信號，如果沒有找到，繼續判斷下一個組內查找裝置的結果，直到循環到組間多選器找到的ROB組為止，此時全局查找裝置查找組間多選器所選擇的ROB組的組內查找裝置是否找到比較器比較結果指示為相等的ROB項，如果找到，將這一ROB項的地址作為輸出并且輸出指示查找成功的信號，否則全局查找裝置輸出指示查找失敗的信號，并結束查找。