[發(fā)明專利]用于動態(tài)配置執(zhí)行資源的具有可擴(kuò)展指令集架構(gòu)的處理器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680053747.0
• 申請日: 2016-11-29
• 公開（公告）號: CN108027798B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·葛蘭·亨利;羅德尼·E·虎克;泰瑞·派克斯;道格拉斯·R·瑞德
• 申請（專利權(quán)）人: 上海兆芯集成電路有限公司
• 主分類號: G06F15/00
• 分類號: G06F15/00
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

一種動態(tài)配置執(zhí)行資源的具有可擴(kuò)展指令集架構(gòu)的處理器。該處理器包括可編程執(zhí)行單元(PEU)，其中可對可編程執(zhí)行單元進(jìn)行編程以響應(yīng)于用戶定義指令(UDI)來執(zhí)行用戶定義功能。可編程執(zhí)行單元包括可編程邏輯元件和可編程互連器，可編程邏輯元件和可編程互連器被共同配置為被編程以執(zhí)行至少一個處理操作。UDI加載器響應(yīng)于用于指定UDI和對PEU編程所使用的編程信息的位置的UDI加載指令。可編程執(zhí)行單元可以針對一個或多個UDI進(jìn)行編程以用于一個或多個處理。指令表存儲各UDI和相應(yīng)的用以標(biāo)識該UDI并根據(jù)需要可對可編程執(zhí)行單元進(jìn)行重新編程的信息。UDI處理程序詢問指令表以標(biāo)識接收到的UDI并將相應(yīng)信息發(fā)送給可編程執(zhí)行單元從而執(zhí)行相應(yīng)的用戶定義功能。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求全部內(nèi)容針對所有意圖和目的而通過引用包含于此的以下美國臨時專利申請的優(yōu)先權(quán)。

本申請涉及同時提交的全部內(nèi)容針對所有意圖和目的而通過引用包含于此的以下美國專利申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及處理器，更特別地，涉及使得能夠動態(tài)配置執(zhí)行資源的具有可擴(kuò)展指令集架構(gòu)的處理器。

背景技術(shù)

處理器持續(xù)變得更強(qiáng)大。如這里所使用的術(shù)語“處理器”是指包括微處理器、中央處理單元(CPU)、處理核、微控制器等的任意類型的處理單元。如這里所使用的術(shù)語“處理器”還包括諸如集成在芯片或集成電路(IC)上的處理單元等的處理器配置，其中這些芯片或集成電路包括芯片系統(tǒng)(SOC)內(nèi)所包含的芯片或集成電路等。半導(dǎo)體制造技術(shù)正持續(xù)改善，從而使速度增加、功耗降低并且使得處理芯片上所集成的電路的尺寸減小。集成尺寸的減小允許在處理單元內(nèi)并入附加功能。然而，一旦制造了處理器，其執(zhí)行處理功能及其指令集架構(gòu)(ISA)基本上是固定的。編程器或編譯器不能偏離針對給定處理器配置而定義的標(biāo)準(zhǔn)指令的明確定義的界限、而不冒不適當(dāng)操作甚至故障的風(fēng)險。

許多應(yīng)用被編寫以包括被設(shè)計為進(jìn)行特定功能或處理操作的一系列指令，其中該特定功能或處理操作并不由處理單元內(nèi)的任何硬件塊來特別進(jìn)行。通常，這種代碼包括可以在應(yīng)用程序執(zhí)行期間執(zhí)行相當(dāng)多次的軟件循環(huán)。盡管處理器可以被制造成包括硬件塊來進(jìn)行特定功能以加速執(zhí)行和完成從而提高該特定應(yīng)用的性能，但是這種解決方案是不實(shí)際的，這是因?yàn)樵撚布K可能對于任何其它程序均無用處。因此，通用處理器通常被制造成包括相對常見和基本的功能，這些功能對于各種不同的軟件應(yīng)用而言通常是有用且實(shí)用的。編程器必須使用所提供的標(biāo)準(zhǔn)指令集來構(gòu)建算法、功能和操作以滿足特定應(yīng)用的需求。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個實(shí)施例的處理器包括解碼器、可編程執(zhí)行單元(PEU)、指令表和用戶定義指令(UDI)加載器。解碼器將預(yù)定指令集架構(gòu)的指令轉(zhuǎn)譯為處理器的預(yù)定本地指令集的本地指令，并將本地指令轉(zhuǎn)發(fā)到具有預(yù)定執(zhí)行功能的執(zhí)行系統(tǒng)。解碼器將接收到的UDI加載指令轉(zhuǎn)發(fā)到UDI加載器。UDI加載指令指定UDI和編程信息的外部位置。PEU包括可編程邏輯元件和可編程互連器，可編程邏輯元件和可編程互連器被共同配置為被編程以執(zhí)行至少一個處理操作。指令表可編程為包括至少一個UDI和至少一個與UDI相對應(yīng)的內(nèi)部指令。UDI加載器響應(yīng)于UDI加載指令以利用指定的UDI對指令表進(jìn)行編程，并且UDI加載器響應(yīng)于指定的UDI來檢索編程信息并對PEU進(jìn)行編程以執(zhí)行相應(yīng)的處理操作。

處理器還可以包括UDI處理程序，該UDI處理程序用于判斷所接收的UDI是否在指令表中被編程為指定的UDI，以及如果所接收的UDI在指令表中被編程為指定的UDI，則將相應(yīng)的內(nèi)部指令轉(zhuǎn)發(fā)到PEU以執(zhí)行相應(yīng)的處理操作。