[發明專利]向量查表方法以及處理器

有效

• 申請號: 201210423150.4
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102930008A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 高紅光;丁亞軍;過鋒;鄭方;唐勇;任秀江;陳彥庭
• 申請（專利權）人: 無錫江南計算技術研究所
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術領域

本發明涉及計算機設計領域，更具體地說，本發明涉及一種向量查表方法以及采用了該向量查表方法的處理器。

背景技術

隨著超級計算機發展，單指令多數據的向量計算指令成為提高系統峰值性能的關鍵技術。但是，受存儲器端口的限制，現有技術的通用處理器中無法并行實現與向量計算指令匹配的向量查表指令。實際上，在現有技術的通用處理器中，通常通過將向量查表操作拆分成多次移位和裝載操作來實現。

具體地說，在現有技術的通用處理器中，平均每個元素查表對應三個操作：將偏移值從特定指令字段（DISP_V$）中移至低位；發送普通裝載指令（LOAD）獲取元素查詢結果；將查詢結果移至高位。

在上述現有技術的上述操作過程中，向量查表操作實現的過程需要反復進行向量、標量轉換，占用通用寄存器資源，影響流水線性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種在普通單端口或雙端口存儲器上實現快速向量查表的方法以及處理器，以解決現有技術的實現中，需要反復向量、標量轉換，占用通用寄存器資源，影響流水線性能的技術問題。

根據本發明的第一方面，提供了一種向量查表方法，其包括：設置多次查表指令，使所述多次查表指令依次包括第一多次查表指令字段、第二多次查表指令字段、第三多次查表指令字段、以及第四多次查表指令字段；以及利用所述多次查表指令來進行向量查表操作；其中，所述第一多次查表指令字段用于標示向量查表操作，所述第二多次查表指令字段指定的寄存器內容為查詢基地址，第二、第三多次查表指令字段為源操作數寄存器的索引號，第四多次查表指令字段為目標寄存器的索引號；所述第三多次查表指令字段指定的寄存器內容包含多個待查向量元素的偏移段，所述第四多次查表指令字段表示查表結果的目標寄存器地址，并且其中，根據基地址和各段偏移值計算每個待查向量元素的目標地址；所述第四多次查表指令字段指定存放最終查詢結果的單個目標寄存器。

優選地，所述向量查表方法還包括：在處理器的指令流處理操作過程中，當提取了所述多次查表指令時，處理器將所述多次查表指令解釋為多個一次查表指令。一次查表指令的數量等于多次查表指令中的待查向量元素個數。

優選地，在所述向量查表方法中，目標寄存器中向量查表結果的元素個數等于待查向量元素的偏移值的個數；且偏移值在寄存器中的位置規定了對應元素最終在目標寄存器中的位置。

優選地，在所述向量查表方法中，所述一次查表指令依次包括第一一次查表指令字段、第二一次查表指令字段、第三一次查表指令字段、第四一次查表指令字段、以及第五一次查表指令字段；其中，所述第一一次查表指令字段用于標示單次向量查表操作；所述第二、第三一次查表指令字段為源操作數寄存器；所述第四一次查表指令字段為本次待查向量元素偏移段在所述多次查表指令中的索引值；所述第五一次查表指令字段為目標寄存器。所述第二一次查表指令字段指定的寄存器內容為查詢基地址；所述第三一次查表指令字段指定的寄存器內容包含多個待查向量元素的偏移段，其中根據基地址和各段偏移值計算每個待查向量元素的目標地址；所述第四一次查表指令字段為本次待查向量元素偏移段在所述多次查表指令中的索引值；所述第五一次查表指令字段為查表結果的目標寄存器地址，其指定的單個目標寄存器存放最終向量查表結果。

優選地，在所述向量查表方法中，將一個多次查表指令的結果一次性地寫回目標寄存器。

根據本發明的第二方面，提供了一種處理器，其利用所述多次查表指令來進行向量查表操作，其中，所述多次查表指令依次包括第一多次查表指令字段、第二多次查表指令字段、第三多次查表指令字段、以及第四多次查表指令字段；并且其中，所述第一多次查表指令字段用于標示向量查表操作，所述第二多次查表指令字段指定的寄存器內容為查詢基地址，所述第三多次查表指令字段指定的寄存器內容包含多個待查向量元素的偏移段，所述第四多次查表指令字段表示查表結果的目標寄存器地址，其中，根據基地址和各段偏移值計算每個待查向量元素的目標地址；所述第四多次查表指令字段指定的寄存器內容為向量查表結果。

優選地，在處理器的指令流處理操作過程中，當提取了所述多次查表指令時，處理器將所述多次查表指令解釋為多個一次查表指令。一次查表指令的數量等于多次查表指令中的待查向量元素個數。

優選地，目標寄存器中向量查表結果的元素個數等于待查向量元素的偏移段值的個數，且偏移值在寄存器中的位置規定了對應元素最終在目標寄存器中的位置。