[發明專利]計算單元

在審

• 申請號: 201710363750.9
• 申請日: 2017-05-22
• 公開（公告）號: CN107423029A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: J.托普;S.胡夫納格爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 胡莉莉,杜荔南

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的計算單元。

背景技術

公知的是，第一計算內核借助于第二計算內核以鎖步方法（Lockstep-Verfahren）予以監視，以便識別錯誤、諸如隨機持續性硬件錯誤以及例如由中子或阿爾法粒子引起的瞬態錯誤。為此，第二計算內核基本上與第一計算內核冗余地來構造，并且執行與第一計算內核相同的指令。

發明內容

本發明所基于的現有技術問題通過根據權利要求1所述的計算單元來解決。

所提出的是，有流水線功能的（Pipeline-faehig）第一計算內核被構造為開始對指令的流水線處理；有流水線功能的第二計算內核被構造為開始對該指令的冗余的流水線處理；比較單元被構造為確定第一存儲元件的第一狀態與第二存儲元件的第二狀態之間的偏差；并且第一和第二計算內核被構造為在所述偏差被確定時開始對該指令的重新的流水線處理。

以這種方式和方法，可以通過比較存儲元件中的推測性數據實時地識別瞬態錯誤。通過重新開始對指令的流水線處理，同樣實時地引入了用于修正所識別的瞬態錯誤的應對措施。這樣，瞬態錯誤在相應流水線的范圍內就已經被處理和消除。尤其是，瞬態錯誤的出現從架構設計上在計算內核之外變得不可見，這意味著，由于瞬態錯誤而被歪曲的結果在計算單元之外是不可見的。因此，改善了現有的鎖步架構，并且實現了相對于瞬態錯誤的容差。

在一個有利的實施方式中，比較單元被構造為在開始對指令的重新的流水性處理以后確定在第一存儲元件的第一狀態與第二存儲元件的第二狀態之間的一致性。第一和第二計算內核包括回寫單元，該回寫單元被構造為在所述一致性被確定時將對指令的流水線處理的結果寫入到相應的輸出存儲區中。由此，有利地實現了：即使在出現瞬態錯誤的情況下，計算單元的快速恢復也是可能的。此外，這還有利地在低的時間花費的情況下被實現，因為原則上不需要比對于指令的單次流水線處理所需的雙倍時間多得多的時間。

在一個有利的實施方式中，比較單元被構造為在通過第一和第二計算內核對指令的重新的流水線處理以后確定重新的偏差。這樣，可以推斷出涉及所述兩個計算內核中的至少一個的持續性錯誤。

在一個有利的實施方式中，第一和第二計算內核被構造為根據對偏差的確定來中斷在該指令以后已經開始的其它指令的流水線處理。這樣可以保證的是，通過對其它指令的處理而產生的有錯誤的數據沒有被向外寫并且借此沒有變為可見。

在一個有利的實施方式中，為了對指令進行流水線處理，比較單元能實施在回寫單元之前。由此，有利地實現了：對在所述兩個計算內核中的狀態的比較在建立所述計算內核的向外可見的狀態之前就已經被執行。

在一個有利的實施方式中，執行單元被構造用于執行指令，其中為了對指令進行流水線處理，比較單元能實施在執行單元之后。因此，在處于相應的流水線末尾的流水線區域中的存儲元件的狀態彼此進行比較。

在一個有利的實施方式中，第一和第二計算內核被構造為在偏差被確定時將第一和第二存儲元件的受偏差影響的存儲區標記為有錯誤的。這樣可以有利地避免：在對其它指令的隨后的流水線處理中，存儲元件的有錯誤的狀態被流水線級使用。

在一個有利的實施方式中，第一和第二計算內核是時鐘同步的。借此，比較單元可以在基本上相同的時間點被執行，并且沒有出現不利的同步問題和/或時間延遲。

在一個有利的實施方式中，第一和第二計算內核以時鐘偏移來運行。有利地，由此可以識別突然出現的可能以相同方式影響所述兩個計算內核的錯誤。因此，得到在錯誤識別和運行安全性方面的優點。

附圖說明

本發明的其它的實施方式和示例在隨后對附圖的描述中予以示出。在這種情況下，即使在不同的實施方式中也使用相同附圖標記。在附圖中：

圖1和2分別示意性地示出了計算內核；

圖3示出了比較單元；

圖4示意性地示出了第一和第二流水線；

圖5以示意性形式示出了流水線處理；

圖6示出了示意性的框圖；

圖7示出了示意性的流程圖；以及

圖8以示意性形式示出了重復緩沖器的內容。

具體實施方式