[發明專利]數據處理

在審

• 申請號: 201680042176.0
• 申請日: 2016-06-07
• 公開（公告）號: CN107851025A
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 雷·麥康奈爾;伊弗爾·鮑威爾
• 申請（專利權）人: 布魯無線科技有限公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38;G06F9/30
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司11270
• 代理人: 孟桂超,姚開麗

技術領域

本發明涉及數據處理，尤其涉及將指令傳送到處理元件的并行功能單元。

背景技術

附圖中的圖1示出了具有處理元件10的數據處理裝置1。每個處理元件10根據接收到的指令12接收待處理的數據11。處理元件10接收用于使接收到的指令進行同步操作和執行的時鐘信號輸入13。處理元件10在對數據11執行指令12之后輸出結果14。處理元件10可以布置為提供任何適當的一個或多個功能。

附圖中的圖2示出了包括具有各自獨立功能的多個功能單元16(16A至16F)的示例性處理元件10。例如，功能單元可以提供內存讀取功能、內存寫入功能、加法功能、除法功能或乘法功能。多個功能單元16可以布置為提供所期望的范圍的功能。將容易理解，每個功能單元可以具有任何適當的功能，并且可以提供任何適當的功能組合。

數據輸入17將待處理的數據傳送到處理元件10，以及多路復用器18根據正在接收的數據的內容將該數據路由到正確的功能單元。使能信號和時鐘信號(為了清楚起見，在圖2中未示出)被提供到功能單元。當使能信號被提供到功能單元時，功能單元然后在接下來的一個或多個時鐘周期對所接收的數據執行其功能。眾所周知，執行特定功能所采用的周期數取決于該功能。

在執行該功能之后，功能單元16提供經處理的數據作為輸出20(20A至20F)。將這些輸出20(20A至20F)作為輸入提供到多路復用器21，該多路復用器21被操作成選擇所述輸出20中的一個輸出作為輸出22用于從處理元件10輸出。

對于在前面所考慮的處理元件而言，指令按照其接收的順序被連續地執行使得在任一時刻多個功能單元中只有一個功能單元運行。該執行順序由在處理裝置1上執行的程序而決定。在這樣的布置中，在任一時刻只有一個輸出20是有效的，并且多路復用器21選擇該輸出20作為處理元件10的輸出。

為了提供增強的處理能力，以及為了減少對外部存儲器寫入和讀取操作(這增加了處理的延遲和等待時間)的需要，并且為了增加一個周期中并行執行的指令的數量，針對處理元件已經提出了一種經處理的數據反饋體系結構。附圖中的圖3示意性地示出了這種結構。圖3的處理元件10'包括用于將待處理的數據提供到功能單元16的輸入多路復用器24。與圖2的示例相比，處理元件10'的輸入多路復用器24被連接成接收功能單元16A至16F的輸出22A至22F。以這種方式，輸入多路復用器能夠根據正在執行的程序將一個功能單元的結果反饋給功能單元之一用于進一步處理。以這種方式，可以執行一系列指令而不需要進行外部存儲器輸入/輸出處理，并且增加了一個周期中并行執行的指令的數量。這種技術使得能夠更快地以及以更低的延遲來處理一系列的指令。

但是，當程序包含多個指令序列時，按照單個系列執行指令會導致不必要的延長延遲。為了解決這個問題，麻省理工學院(MIT)電力工程與計算機服務(EECS)系的J.P.Grossman在一篇題為““Cheap Out-of-Order Execution using Delayed Issue(使用延遲問題的廉價亂序執行)”(0-7695-0801-4/00)的文章中提出了一種技術，其中相互獨立的指令序列是交錯的。在這樣的技術中，指令被執行以使得多個功能單元并行操作，這要求給定序列的指令按照正確順序執行。Grossman通過建議延遲向功能單元發布指令并控制這些指令的執行順序來實現這一點。Grossman還討論了將這種技術應用于循環指令序列。以這種方式，可以減少獨立指令序列的總體執行時間。

然而，這種技術仍然會在處理指令序列時導致不必要的延遲，特別是如果那些序列包括循環指令。即使該問題并不必要，但是該問題對于需要低延遲的數據處理應用而言尤其嚴重。這種應用的一個示例是在無線電信領域，其中在保持數據包順序和低丟包率的同時，數據包流必須以低延遲進行處理。

發明內容

本發明試圖解決現有技術的問題。