[發(fā)明專利]用于共享處理器過程上下文的寄存器堆組織

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110461471.9
• 申請日: 2011-12-30
• 公開（公告）號: CN103186502A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設計）人: 吳永強;朱鵬飛;孫紅霞;E·圭德蒂
• 申請（專利權）人: 世意法(北京)半導體研發(fā)有限責任公司;意法半導體股份有限公司
• 主分類號: G06F15/167
• 分類號: G06F15/167
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發(fā)明總體上涉及寄存器堆組織，并且特別涉及用于支持來自多個處理器或流水線的多個訪問的寄存器堆組織。

背景技術

為了利用單一芯片滿足廣泛的功率和性能需求，趨向于將兩個處理器內核嵌在一起以便在不同的運行情境中提供不同的平衡。所以，當運行情境要改變時，將發(fā)生從一個內核到另一個的過程遷移。為了實現(xiàn)從一個處理器內核到另一個的快速過程遷移，可使用共享寄存器堆技術以允許一個處理器內核訪問由另一處理器內核寫入的所有過程上下文。以此方式，可以在幾乎沒有等待時間和沒有軟件成本的情況下實現(xiàn)過程遷移。

但是，因為兩個內核以不同的定時和功率分配為目標，共享的寄存器堆很難滿足這兩個內核的需求。通常，一個內核將被設計用于低功耗并且是非常慢的，而另一個內核將是高性能的并且因此功耗要高得多。由于CMOS電路的性質，很快的電路將使用更多面積并且因此具有更大的功耗；反之，極低功率的電路應當使用最小化的面積，但是其速度非常慢。

還需要一種寄存器堆組織，以用于對于高速內核具有很高性能同時對于低功率內核具有很低功率需求的芯片。

發(fā)明內容

因此，本發(fā)明涉及用于支持來自多個處理器或流水線的多個訪問的寄存器堆組織。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，一種共享寄存器堆，包括：高性能(HP)寫端口；低功率(LP)寫端口；耦合至HP寫端口的HP存儲單元；以及耦合至LP寫端口的LP存儲單元。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式，一種多處理器芯片，包括：高性能(HP)內核；低性能(LP)內核；以及共享寄存器堆，該共享寄存器堆包括：高性能(HP)寫端口；低功率(LP)寫端口；耦合至HP寫端口的HP存儲單元；以及耦合至LP寫端口的LP存儲單元，其中HP寫端口耦合至HP內核，以及LP寫端口耦合至LP內核。

根據(jù)本發(fā)明的又一實施方式，一種用于共享寄存器堆的模式轉變的方法，包括：在高性能(HP)模式中，向共享寄存器堆中的高速存儲單元和低速存儲單元進行寫入，以及在低功率(LP)模式中，僅向共享寄存器堆中的低功率存儲單元進行寫入。

通過以下如附圖所示的本發(fā)明的實施方式的更具體的說明，本發(fā)明的上述和其他特征、用途和優(yōu)點將變得更清楚。

附圖說明

圖1所示為“一次寫二次讀”寄存器堆的示例。圖1a所示為普通的非共享寄存器堆。圖1b所示為具有復用寫端口的共享寄存器堆。圖1c所示為具有復用寫端口的倍增端口共享寄存器堆。

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明的實施方式用于異質雙核處理器的共享寄存器堆。

圖3所示為根據(jù)本發(fā)明的實施方式寄存器堆狀態(tài)轉變。

具體實施方式

下面將參考附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式，以及僅用于圖示而不是為了限制本發(fā)明，如所附權利要求及其等價物所限定。為了簡單清楚，省略了對公知的功能和結構的說明。圖是為了圖示本發(fā)明的示范實施方式的特征，且不是按規(guī)定比例畫的。

下面是本發(fā)明的詳細說明，使用附圖作為圖的參考。在說明每個圖時參考了優(yōu)選實施方式。

共享寄存器堆被設計為允許多個處理器內核、流水線或執(zhí)行單元訪問相同的數(shù)據(jù)集。一般地，創(chuàng)建共享寄存器堆的方法是通過復用或倍增其端口。

圖1所示為一寫二讀寄存器堆的示例。雖然圖1示出了有限的寫和讀端口，但是寄存器堆通常具有多個寫和讀端口。

圖1a所示為普通的非共享寄存器堆110。在普通的非共享寄存器堆中，信息使用無區(qū)別的寫端口111而被存儲到存儲單元112，并且由多個讀端口114通過其對應的復用器113被讀取。

圖1b所示為具有復用寫端口120的共享寄存器堆。在具有復用寫端口的共享寄存器堆中，芯片的低功率(LP)和高性能(HP)部分通過其對應的寫端口121將信息存儲到存儲單元。寫端口121向去往共享寫端口123的復用器122進行輸入，以對共享存儲單元124進行寫入。共享存儲單元124由多個讀端口126通過其對應的復用器125讀取。

圖1c所示為具有復用寫端口130的倍增端口共享寄存器堆。在具有復用寫端口的倍增端口共享寄存器堆中，芯片的LP和HP部分通過其對應的寫端口131將信息存儲到存儲單元132。共享的存儲單元132由倍增的多個讀端口134通過其對應的復用器133讀取。倍增的多個讀端口134被配置為存在用于芯片的每個LP和LP部分的獨立端口。LP讀端口134A和134B輸出到LP內核，以及HP讀端口134C和134D輸出到HP內核。