[發明專利]一種容忍cache缺失快速清空流水線的異常處理方法及其處理結構

在審

• 申請號: 201410628863.3
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104461758A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 肖建青;裴茹霞;李紅橋;張洵穎;婁冕
• 申請（專利權）人: 中國航天科技集團公司第九研究院第七七一研究所
• 主分類號: G06F11/07
• 分類號: G06F11/07;G06F9/30
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種容忍cache缺失快速清空流水線的異常處理方法，其特征在于：

首先，修改cache的命中判斷邏輯：定義“假命中”狀態，標識被流水線清空的無效指令對cache的訪問結果；

然后，定義“假命中”狀態下cache的行為：cache無需給流水線提供正確的指令碼或數據字，直接將訪問地址對應的緩存信息進行輸出；

其次，實現指令cache“假命中”狀態的流水線控制：取指操作中將處理器生成的流水線清空信號直接作用于指令cache，使當前周期無效指令在訪問cache時能夠選擇“假命中”狀態；

再次，實現數據cache“假命中”狀態的流水線控制：在異常處理開始時，使用處理器生成的流水線清空信號與存儲器訪問級無效標識信號的“或”邏輯作為數據cache“假命中”狀態的選擇控制；

最后，在發生異常的情況下，cache進入“假命中”狀態，直接將數據返回給流水線，既不保證數據的正確性也不發送訪存請求，進而使得流水線繼續推進。

2.根據權利要求1所述的容忍cache缺失快速清空流水線的異常處理方法，其特征在于：所述的異常處理的指令包括正在訪問數據cache的指令以及后續周期訪問數據cache的指令。

3.根據權利要求1或2所述的容忍cache缺失快速清空流水線的異常處理方法，其特征在于：處理器生成的流水線清空信號作用于當前所有指令的流水級后，將前一個流水級的無效標識信號向后一個流水級傳遞。

4.根據權利要求1所述的容忍cache缺失快速清空流水線的異常處理方法，其特征在于：所述的異常處理前首先進行保存現場操作，然后通過流水線清空控制信號對異常指令之后的所有指令進行標識；所述的異常指令之后的所有指令包括從取指級到存儲器訪問級的指令。

5.根據權利要求1所述的容忍cache缺失快速清空流水線的異常處理方法，其特征在于：所述的無效指令包括對應譯碼級、寄存器訪問級以及執行級的指令。

6.一種容忍cache缺失快速清空流水線的異常處理結構，其特征在于：包括能夠標識被流水線清空的無效指令對cache的訪問結果的命中判斷邏輯單元，流水線取指操作中能夠將處理器生成的流水線清空信號直接作用于指令cache的指令控制單元，以及流水線異常處理開始時能夠將處理器生成的流水線清空信號與存儲器訪問級無效標識信號的“或”邏輯作為數據cache選擇控制的數據控制單元，所述的命中判斷邏輯單元標識的無效指令能夠通過cache將緩存信息直接進行輸出。

7.根據權利要求6所述的容忍cache缺失快速清空流水線的異常處理結構，其特征在于：所述的能夠標識被流水線清空的無效指令對cache的訪問結果的命中判斷邏輯單元包括多路選擇器及其選擇邏輯單元。