[發明專利]一種循環緩沖裝置以及循環緩沖方法

有效

• 申請號: 201310100176.X
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103218205A
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發明（設計）人: 張鐵軍;李泉泉;王東輝;洪纓;侯朝煥
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G06F9/312
• 分類號: G06F9/312;G06F9/38
• 代理公司: 北京億騰知識產權代理事務所 11309
• 代理人: 陳霽

1.一種循環緩沖裝置，所述循環緩沖裝置包括循環檢測與裝載控制模塊、狀態控制器和數據存儲器，所述循環檢測與裝載控制模塊和所述狀態控制器相連，所述狀態控制器與所述數據存儲器相連，其特征在于：

所述循環檢測與裝載控制模塊，用于接收輸入信號，所述輸入信號包括分支偏移高位、分支指令地址、分支目標地址和取指地址，以及用于在有效循環分支指令第二次執行且第一次執行與第二次執行期間沒有執行其他的分支指令時將裝載控制信號置為有效，以及在有效循環分支指令第三次執行且第二次執行與第三次執行期間沒有執行其他的分支指令時將裝載完成信號置為有效，以及在所述取指地址處于所述數據存儲器中循環體地址范圍內時將跳入循環信號置為有效，以及在所述取指地址不處于所述數據存儲器中循環體地址范圍內時將跳出循環信號置為有效；

所述狀態控制器，用于：

在空閑狀態下，控制處理器內核從指令高速緩沖存儲器中讀取指令，以及在檢測到所述循環檢測與裝載控制模塊輸出的裝載控制信號有效時，將狀態轉換到裝載狀態，在檢測到所述循環檢測與裝載控制模塊輸出的跳入循環信號有效時，將狀態轉換到工作狀態；

在裝載狀態下，控制處理器內核從指令高速緩沖存儲器中讀取指令，將從指令高速緩沖存儲器中返回的指令發送給處理器內核的同時寫入所述數據存儲器中，以及在檢測到所述循環檢測與裝載控制模塊輸出的裝載完成信號有效時，將狀態轉換到工作狀態；

在工作狀態下，控制處理器內核從所述數據存儲器中讀取指令，在檢測到所述循環檢測與裝載控制模塊輸出的跳出循環信號有效時，將狀態轉換到空閑狀態。

2.根據權利要求1所述的循環緩沖裝置，其特征在于，所述循環檢測與裝載控制模塊包括第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器、第一比較單元、第二比較單元、第三比較單元、第四比較單元、第五比較單元和分支計數器，其中：

所述第一寄存器，用于存儲有效循環分支指令地址；

所述第二寄存器，用于存儲所述數據存儲器中循環首地址；

所述第三寄存器，用于存儲所述數據存儲器中循環尾地址；

所述第一比較單元，用于判斷所述分支偏移高位是否全為1，并將判斷結果發送給所述第二比較單元；

所述第二比較單元，用于判斷所述分支指令地址是否與所述第一寄存器的值相等，并將判斷結果發送給所述分支計數器；

所述第三比較單元，用于判斷所述分支計數器輸出是否為1，若是，則輸出的裝載控制信號有效；

所述第四比較單元，用于判斷所述分支計數器輸出是否為2，若是，則輸出的裝載完成信號有效；

所述第五比較單元，用于判斷所述取指地址是否處于所述第二寄存器的值與所述第三寄存器的值之間，若是，則輸出的跳入循環信號有效；若不是，則輸出的跳出循環信號有效；

所述分支計數器，用于記錄所述分支指令地址連續命中所述第一寄存器的次數，所述命中是指所述分支指令地址與所述第一寄存器的值相等。

3.根據權利要求1或2所述的循環緩沖裝置，其特征在于，所述循環檢測與裝載控制模塊在裝載完成信號有效時將所述分支目標地址作為所述數據存儲器中循環首地址寫入所述第二寄存器中，將所述分支指令地址作為所述數據存儲器中循環尾地址寫入所述第三寄存器中。

4.根據權利要求1或2所述的循環緩沖裝置，其特征在于，所述有效循環分支指令是指所述分支偏移高位全為1的分支指令。

5.根據權利要求1或2所述的循環緩沖裝置，其特征在于，所述分支偏移高位的位寬根據分支偏移量的位寬和指令高速緩沖存儲器的容量來確定。