[發明專利]用于向量處理器的程序流控制方法及系統

有效

• 申請號: 201110340409.4
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102508636A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 萬江華;陳書明;王海波;王慧麗;孫書為;陳勝剛;陳海燕;劉宗林;魯建壯;王耀華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06F9/38
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清

技術領域

本發明涉及微處理器領域，具體涉及一種用于向量處理器的程序流控制方法及系統。

背景技術

無線通信、圖像視頻處理等應用算法包含大量的向量操作，例如執行16對數據的加法等。向量處理器是一種支持向量數據操作的處理器，通過向量處理器的一條向量指令就可以執行上述16對數據的加法操作。現有技術中，向量處理器的程序流控制一般通過標量程序流控制（包括分支、跳轉或過程調用/返回等）實現。但是，這種標量程序流控制的程序流控制方法難以處理復雜的算法。例如以在向量數據中搜索字符的算法為例，當向量數據中的某一元素匹配搜索字符時，就可以停止搜索。由于標量程序流控制方法與各向量元素的處理狀態沒有任何關聯，這種程序流控制方法不能在搜索到字符后停止搜索，而是需要對所有向量數據進行比較完畢以后才能停止搜索。

如圖1所示，現有技術的程序流控制系統包括取指單元、向量數據處理單元和程序流控制單元，取指單元分別與向量數據處理單元、程序流控制單元相連。取指單元用于獲取程序流控制單元輸出的程序流地址，并為向量數據處理單元提供向量數據操作指令、為程序流控制單元提供程序流控制指令；向量數據處理單元包含一個或者多個能夠執行向量指令的運算單元，用于執行取指單元提供的向量數據操作指令；程序流控制單元對執行的程序流控制指令進行譯碼，產生程序流控制標志和程序流地址并發送給取指單元。但是，由于向量數據處理單元的各個運算單元執行向量數據操作指令時相互之間獨立，例如在執行上述搜索字符時，必須在所有運算單元運算完畢以后，程序流控制單元才會執行新的程序流，標量程序流控制不能有效處理與向量數據處理狀態有關的算法，不能夠在處理過程中改變程序流，存在向量數據處理時間長、處理數據量大、數據處理效率低的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述問題，提供一種能夠在處理過程中改變程序流、節約向量數據處理時間、減少處理數據量、數據處理效率高的用于向量處理器的程序流控制方法及系統。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種用于向量處理器的程序流控制方法，其實施步驟如下：向量處理器的向量數據處理單元在執行完任意向量指令序列時輸出向量數據處理狀態；向量處理器的程序流控制單元獲取所述向量數據處理狀態，根據所述向量數據處理狀態生成程序流改變地址和程序流改變標志；向量處理器的取指單元根據程序流改變標志從程序流改變地址開始順序獲取指令，并將獲取到的指令輸出給向量數據處理單元。

作為本發明用于向量處理器的程序流控制方法的進一步改進：所述程序流控制單元根據向量數據處理狀態生成程序流改變地址和程序流改變標志的詳細步驟包括：首先對當前的程序流控制指令進行譯碼，將所述向量數據處理狀態與所述譯碼得到的當前程序流控制指令的觸發狀態進行比較，如果匹配則程序流控制單元生成程序流改變地址和程序流改變標志。

本發明還提供一種用于向量處理器的程序流控制系統，包括取指單元、向量數據處理單元和程序流控制單元，所述向量數據處理單元包括用于生成向量數據處理狀態的狀態生成單元，所述狀態生成單元的輸出端與所述程序流控制單元相連，所述狀態生成單元在向量數據處理單元執行完任意向量指令序列時輸出向量數據處理狀態給程序流控制單元，所述程序流控制單元根據所述向量數據處理狀態生成程序流改變地址和程序流改變標志并輸出至取指單元；所述取指單元根據所述程序流改變標志從程序流改變地址開始順序獲取指令，并將獲取到的指令輸出給向量數據處理單元。

作為本發明用于向量處理器的程序流控制系統的進一步改進：所述程序流控制單元包括用于對程序流控制指令進行譯碼的程序流控制指令處理單元、用于實時根據譯碼結果產生程序流改變地址和程序流改變標志的向量處理狀態處理單元，所述程序流控制指令處理單元與取指單元相連，所述向量處理狀態處理單元的輸入端分別與程序流控制指令處理單元、狀態生成單元相連，所述向量處理狀態處理單元的輸出端與取指單元相連，所述向量處理狀態處理單元將狀態生成單元輸出的向量數據處理狀態與所述程序流控制指令處理單元譯碼得到的當前程序流控制指令的觸發狀態進行比較，如果匹配則所述程序流控制單元生成程序流改變地址和程序流改變標志并輸出至取指單元。