[發明專利]一種指令集可擴展處理器的控制方法

無效

• 申請號: 201010623991.0
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102033736A
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 何虎;白無
• 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: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術領域

本發明屬于計算機處理器技術領域，具體涉及一種指令集可擴展處理器的控制方法。

背景技術

處理器的算術邏輯單元是計算機處理器指令的執行單元，是處理器的核心組成部分。處理器指令通過解碼后產生算術邏輯單元的控制信號，控制算術邏輯單元完成相應的功能。

在現代處理器設計中，算術邏輯單元的控制信號的產生有兩種常用的方式：其一為有限狀態機方式；其二為微程序方式。而有限狀態機由硬件電路實現，設計復雜性高，當指令集規模達到100條以上時，狀態機將變得異常復雜。因此硬件電路有限狀態機的方法不適用與復雜指令集的設計。設計指令集復雜度較高的處理器時，通常采用微程序的方法，但是在現有采用微程序方法的設計中，微程序通常被存儲在ROM中，內容不可改變，通用性及可擴展性較差。且在現代集成電路的設計中，對面積增加帶來的代價已經有越來越高的容忍度。

發明內容

為了克服上述現有技術存在的不足，本發明的目的在于提供一種指令集可擴展處理器的控制方法，通過在對應的計算機處理器中內嵌入代替算術邏輯單元的可編程邏輯單元、可編程存儲器以及指令配置模塊進行控制，便可以實現處理器中指令集可擴展、指令執行單元可配置以及配置方式可修改的可擴展功能，另外這樣的控制方式簡便通用，且成本低。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種指令集可擴展處理器的控制方法，首先在對應的計算機處理器中內嵌入代替算術邏輯單元的可編程邏輯單元、可編程存儲器以及指令配置模塊，其中可編程存儲器內含有該可編程存儲器的地址同可編程邏輯單元的控制信號間的映射關系以及可編程邏輯單元的配置信息，隨后啟動指令配置模塊從可編程存儲器內取出可編程邏輯單元的配置信息，再通過該配置信息對可編程邏輯單元進行配置，使得該可編程邏輯單元成為由可編程邏輯單元對應的控制信號控制執行的可編程算術邏輯單元或者可編程指令執行單元，接著計算機處理器的處理器指令譯碼單元將需要執行的指令進行譯碼處理形成包含對應可編程存儲器的地址的指令譯碼結果，根據該指令譯碼結果內的可編程存儲器的地址映射到對應的可編程邏輯單元的控制信號，隨后啟動該可編程邏輯單元的控制信號來控制執行對應的可編程算術邏輯單元或者可編程指令執行單元，該可編程算術邏輯單元或者可編程指令執行單元就通過輸入指令源操作數來進行處理得到輸入指令目的操作數。

通過對應的計算機處理器中內嵌入代替算術邏輯單元的可編程邏輯單元、可編程存儲器以及指令配置模塊進行控制，在不改變處理器硬件結構的情況下，通過配置可編程存儲器中的映射關系，即可由相同的譯碼結果產生不同的控制信號，從而實現具有不同功能的指令，實現指令集的可靈活擴展且指令執行單元可配置，另外通過修改可編程存儲器中的配置信息，實現對可編程算術邏輯單元或者可編程指令執行單元的多種配置方法，最后這樣的控制方式還具有簡便通用，且成本低的優點。

附圖說明

附圖是本發明的工作原理流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作更詳細的說明。

指令集可擴展處理器的控制方法，首先在對應的計算機處理器中內嵌入代替算術邏輯單元的可編程邏輯單元、可編程存儲器以及指令配置模塊，其中可編程存儲器內含有該可編程存儲器的地址同可編程邏輯單元的控制信號間的映射關系以及可編程邏輯單元的配置信息，隨后啟動指令配置模塊從可編程存儲器內取出可編程邏輯單元的配置信息，再通過該配置信息對可編程邏輯單元進行配置，使得該可編程邏輯單元成為由可編程邏輯單元對應的控制信號控制執行的可編程算術邏輯單元或者可編程指令執行單元，接著計算機處理器的處理器指令譯碼單元將需要執行的指令進行譯碼處理形成包含對應可編程存儲器的地址的指令譯碼結果，根據該指令譯碼結果內的可編程存儲器的地址映射到對應的可編程邏輯單元的控制信號，隨后啟動該可編程邏輯單元的控制信號來控制執行對應的可編程算術邏輯單元或者可編程指令執行單元，該可編程算術邏輯單元或者可編程指令執行單元就通過輸入指令源操作數來進行處理得到輸入指令目的操作數。

通過對應的計算機處理器中內嵌入代替算術邏輯單元的可編程邏輯單元、可編程存儲器以及指令配置模塊進行控制，在不改變處理器硬件結構的情況下，通過配置可編程存儲器中的映射關系，即可由相同的譯碼結果產生不同的控制信號，從而實現具有不同功能的指令，實現指令集的可靈活擴展且指令執行單元可配置，另外通過修改可編程存儲器中的配置信息，實現對可編程算術邏輯單元或者可編程指令執行單元的多種配置方法，最后這樣的控制方式還具有簡便通用，且成本低的優點。