[發明專利]一種多線程處理器中的指令輸出裝置、方法及其處理器

有效

• 申請號: 201310619576.1
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103593169B
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發明（設計）人: 梅思行;勞詠儀;王世好
• 申請（專利權）人: 深圳中微電科技有限公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙)44248
• 代理人: 劉顯揚

1.一種多線程處理器中的指令輸出裝置，其特征在于，包括指針產生邏輯單元、指令緩存單元、指令發布單元、指令執行單元和存儲器訪問單元；所述指針產生單元產生表示當前運行線程的本取指周期內輸出的指令所在的讀指針、表示當前運行線程的本取指周期內輸入指令的存儲位置的寫指針以及表示當前線程中已輸出但未執行指令中最先輸出的一條指令位置的保證指針，并分別輸出所述讀指針、寫指針和保證指針到所述指令緩存單元；所述指令發布單元將其得到的指令傳輸到所述指令執行單元；所述指令執行單元通過所述存儲器訪問單元取得當前其接收指令涉及的數據并實現該指令；

所述指令緩存單元在未收到來自所述存儲器訪問單元的、表示數據冒險存在的中斷信號時按照取指周期依次輸出所述讀指針指向的指令；收到所述中斷信號時，所述指令緩存單元暫停當前線程指令的輸出，并將讀指針替換為保證指針數值；

所述指令緩存單元還包括用于比較輸入的寫指針和保證指針的指針比較單元；所述指針比較單元比較所述寫指針和所述保證指針，且在二者相同時，使得本取指周期取得的當前線程指令停止寫入所述指令緩存單元。

2.根據權利要求1所述的多線程處理器中的指令輸出裝置，其特征在于，所述指針產生邏輯單元還包括保證指針產生單元，所述保證指針產生單元在開始取指時取得所述當前運行線程的讀指針的值作為保證指針的初始值，并在所述保證指針指向的指令執行后，更新所述保證指針值。

3.根據權利要求2所述的多線程處理器中的指令輸出裝置，其特征在于，所述保證指針的更新包括按照設定的步長指向本線程下一條已輸出或未輸出的指令。

4.根據權利要求3所述的多線程處理器中的指令輸出裝置，其特征在于，所述指針產生邏輯單元還包括用于產生讀指針的讀指針產生單元，所述讀指針產生單元依照指令輸出產生讀指針并在接收到來自所述存儲器訪問單元的第一設定信號時，重啟所述指令輸出被暫停的線程，并重新輸出其與所述保證指針一致的讀指針所指向的指令到所述指令發布單元；所述第一設定信號表示至少在上一個或多個取指周期檢測的、未有效存在的輸出指令涉及的數據在本取指周期已經有效存在。

5.根據權利要求4所述的多線程處理器中的指令輸出裝置，其特征在于，所述存儲器訪問單元還與存儲器連接，所述存儲器是與外部存儲器連接的數據緩沖區域或數據緩沖單元；所述有效存在為涉及的數據已經讀入所述數據緩沖區域或數據緩沖單元并存儲。

6.根據權利要求5所述的多線程處理器中的指令輸出裝置，其特征在于，所述指針產生邏輯單元還包括停止信號產生單元，所述停止信號產生單元分別輸出放棄當前指令執行的控制信號到所述指令發布單元和所述指令執行單元。

7.一種多線程處理器中的指令輸出方法，其特征在于，包括如下步驟：

A)產生分別用于當前運行線程指令輸出和輸入的讀、寫指針以及用于表示已輸出但尚未確認是否無數據冒險的最后一條指令的位置的保證指針；

B)判斷是否接收到表示所述保證指針指向的指令存在數據冒險的中斷信號，如是，暫停本線程的指令輸出，并將讀指針替換為當前保證指針值；否則，執行步驟C)；

C)比較所述寫指針和所述保證指針是否相同，如相同，不寫入指令，并執行下一步驟；否則，寫入取得的指令并執行下一步驟；

D)繼續輸出本線程指令，并在輸出指令已執行時，更新保證指針值；執行本步驟后，返回步驟A)；

當處于暫停本線程指令輸出時，還包括如下步驟：

E)判斷是否接收到第一設定信號，如是，使用本線程當前的讀指針值作為讀指針，并返回步驟A)；否則，重復本步驟；其中，所述第一設定信號表示至少在上一個或幾個取指周期檢測的、未有效存在的輸出指令涉及的數據在本取指周期已經有效存在。

8.根據權利要求7所述的指令輸出方法，其特征在于，所述步驟B)中，進一步包括：

輸出控制信號到指令發布單元和指令執行單元，取消其中正在等待其涉及的數據到來的已發布指令。

9.一種多線程處理器，包括用于輸出指令并執行的、設置在其指令輸出流水線上的指令輸出裝置，其特征在于，所述指令輸出裝置是如權利要求1-6任意一項所述的多線程處理器中的指令輸出裝置。