[發(fā)明專利]一種運(yùn)算裝置和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710256445.X
• 申請(qǐng)日: 2017-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108733412B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海寒武紀(jì)信息科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/302
• 分類號(hào): G06F9/302;G06F9/312
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開(kāi)是關(guān)于一種運(yùn)算裝置和方法，裝置包括，輸入輸出模塊，控制器模塊，運(yùn)算器模塊和存儲(chǔ)模塊。其中，輸入輸出模塊用于數(shù)據(jù)的輸入、輸出和輸入輸出數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)；控制器模塊將運(yùn)算指令譯碼為控制信號(hào)，以控制其它各模塊完成操作；運(yùn)算器模塊用于完成數(shù)據(jù)的四則運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、移位操作和求補(bǔ)運(yùn)算；存儲(chǔ)模塊用于指令和數(shù)據(jù)的暫存。本公開(kāi)的優(yōu)點(diǎn)在于能準(zhǔn)確高效地執(zhí)行復(fù)合標(biāo)量指令。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及指令集和指令集執(zhí)行方法及實(shí)現(xiàn)，具體涉及一種支持復(fù)合標(biāo)量指令的裝置和運(yùn)算方法，可用于圖像處理，數(shù)字處理，智能設(shè)備和片上網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)運(yùn)算等。

背景技術(shù)

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的來(lái)臨，復(fù)合標(biāo)量指令被越來(lái)越多地運(yùn)用于各種場(chǎng)合，準(zhǔn)確、高效地執(zhí)行復(fù)合標(biāo)量指令具有重大意義。在現(xiàn)代智能芯片中，標(biāo)量指令在各類算法中有著廣泛的應(yīng)用。

傳統(tǒng)的標(biāo)量指令通過(guò)操作碼來(lái)區(qū)分浮點(diǎn)指令和定點(diǎn)指令，如定點(diǎn)加法指令和浮點(diǎn)加法指令的操作碼不同，這種方式使得指令集和譯碼邏輯變得復(fù)雜。

另一種方法是通過(guò)在數(shù)據(jù)上附加一個(gè)用硬件解釋的表示類型的標(biāo)志位，用來(lái)區(qū)分指令所用的數(shù)據(jù)是浮點(diǎn)還是定點(diǎn)，這種方法并沒(méi)有減少指令集的大小，并且一般只適用于操作數(shù)為立即數(shù)的情形，也可以在數(shù)據(jù)中加入標(biāo)志位，這樣就增加了存儲(chǔ)所需的空間。

公開(kāi)內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

鑒于上述問(wèn)題，本公開(kāi)在研究復(fù)合標(biāo)量指令的基礎(chǔ)上，提供一種復(fù)合標(biāo)量指令、一種支持復(fù)合標(biāo)量指令的裝置，以及一種復(fù)合標(biāo)量指令的執(zhí)行方法，用以解決上述技術(shù)問(wèn)題中的至少之一。

(二)技術(shù)方案

本公開(kāi)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種支持復(fù)合標(biāo)量指令的裝置，包括控制器模塊、存儲(chǔ)模塊和運(yùn)算器模塊，其中：

所述存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)復(fù)合標(biāo)量指令和數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)有一種以上的類型，不同類型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)模塊中不同的地址內(nèi)；

所述控制器模塊，用于從存儲(chǔ)模塊讀取復(fù)合標(biāo)量指令并譯碼為控制信號(hào)；

所述運(yùn)算器模塊，用于接收控制信號(hào)，從所述存儲(chǔ)模塊讀取數(shù)據(jù)，根據(jù)讀取數(shù)據(jù)的地址判斷數(shù)據(jù)類型，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算。

優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)包括初始數(shù)據(jù)和中間數(shù)據(jù)；所述裝置還包括輸入輸出模塊，所述輸入輸出模塊將所述初始數(shù)據(jù)和復(fù)合標(biāo)量指令傳輸給所述存儲(chǔ)模塊；所述運(yùn)算器模塊將運(yùn)算的中間結(jié)果存儲(chǔ)至存儲(chǔ)模塊，將最終結(jié)果傳輸給所述輸入輸出模塊。

優(yōu)選地，所述復(fù)合標(biāo)量指令是將浮點(diǎn)指令和定點(diǎn)指令統(tǒng)一起來(lái)的指令，包括操作碼域、操作數(shù)地址域和目的地址域，在譯碼時(shí)不區(qū)分指令類型，在運(yùn)算時(shí)根據(jù)操作數(shù)地址域中的地址來(lái)確定數(shù)據(jù)類型；

其中，所述操作碼域中存儲(chǔ)的操作碼用于區(qū)分不同類型的操作，所述操作數(shù)地址域用于區(qū)分操作數(shù)的類型，所述目的地址域?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)的地址。

優(yōu)選地，所述不同類型的數(shù)據(jù)包括浮點(diǎn)數(shù)據(jù)和定點(diǎn)數(shù)據(jù)；所述存儲(chǔ)模塊包括寄存器堆、RAM和/或ROM；所述不同的地址包括不同的RAM地址和/或不同的寄存器號(hào)。

優(yōu)選地，所述運(yùn)算器模塊通過(guò)讀取數(shù)據(jù)所用的RAM地址或寄存器號(hào)來(lái)判斷所讀取的數(shù)據(jù)為浮點(diǎn)數(shù)據(jù)或定點(diǎn)數(shù)據(jù)。

一種復(fù)合標(biāo)量指令，包括操作碼域、操作數(shù)地址域和目的地址域；

所述操作碼域中存儲(chǔ)的操作碼用于區(qū)分不同類型的操作，所述操作數(shù)地址域用于區(qū)分操作數(shù)的類型，所述目的地址域?yàn)檫\(yùn)算結(jié)果存儲(chǔ)的地址。

優(yōu)選地，所述操作數(shù)地址域包括RAM地址、寄存器號(hào)或立即數(shù)；所述目的地址域包括RAM地址或寄存器號(hào)。