[發(fā)明專(zhuān)利]具有雙矢量和成雙的單矢量操作模式的流參考寄存器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710552230.2
• 申請(qǐng)日: 2017-07-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107589957A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·茨維西亞克
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/30
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/30;G06F9/32;G06F9/38;G06F12/0811;G06F12/0815;G06F12/0875
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11245
• 代理人: 徐東升,趙蓉民

相關(guān)申請(qǐng)

本專(zhuān)利申請(qǐng)是對(duì)2014年7月15日提交的序列號(hào)為14/331,986且題為“HIGHLY INTEGRATED SCALABLE,FLEXIBLE DSP MEGAMODULE ARCHITECTURE”的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)的改善，其要求2013年7月15日提交的序列號(hào)為61/846,148的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理，并且更具體是用于操作數(shù)提取的流引擎的控制。

背景技術(shù)

現(xiàn)代的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)面對(duì)多重挑戰(zhàn)。工作量不斷增加需要增加帶寬。芯片上系統(tǒng)(SOC)在尺寸和復(fù)雜性上不斷增長(zhǎng)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)延遲嚴(yán)重影響某些類(lèi)型的算法。隨著晶體管變小，存儲(chǔ)器和寄存器變得更不可靠。隨著軟件堆棧變大，可能的交互和誤差的數(shù)量變得更大。

對(duì)于操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)處理器，存儲(chǔ)器帶寬和調(diào)度是一個(gè)問(wèn)題。操作實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)處理器通常接收輸入數(shù)據(jù)流、對(duì)數(shù)據(jù)流執(zhí)行濾波功能(諸如編碼或解碼)并且輸出經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)流。該系統(tǒng)被稱(chēng)為實(shí)時(shí)的是因?yàn)槿绻?jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)流在被調(diào)度時(shí)對(duì)于輸出不可用則應(yīng)用失敗。典型的視頻編碼需要可預(yù)測(cè)的但非時(shí)序的輸入數(shù)據(jù)模式。通常相應(yīng)的存儲(chǔ)器訪問(wèn)難以實(shí)現(xiàn)可用的地址生成和存儲(chǔ)器訪問(wèn)資源。典型的應(yīng)用需要存儲(chǔ)器訪問(wèn)加載數(shù)據(jù)寄存器文件(RF)中的數(shù)據(jù)寄存器，然后供應(yīng)給執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的功能單元。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是用在數(shù)字信號(hào)處理器中的流引擎。通過(guò)將相應(yīng)的參數(shù)存儲(chǔ)在控制寄存器中來(lái)指定固定的數(shù)據(jù)流序列。一旦開(kāi)始，數(shù)據(jù)流是只讀的并且不能被寫(xiě)入。這通常對(duì)應(yīng)于實(shí)時(shí)濾波操作的需求。

一旦數(shù)據(jù)流被提取出，則該數(shù)據(jù)流在供應(yīng)到功能單元之前被存儲(chǔ)于先進(jìn)先出緩沖器中。數(shù)據(jù)可以?xún)H以固定的順序被展示給功能單元。示例性實(shí)施例供應(yīng)指定的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)元素，從而相繼打包一對(duì)頭端寄存器，該對(duì)頭端寄存器均具有功能單元的數(shù)據(jù)寬度。

該對(duì)頭端寄存器允許對(duì)數(shù)據(jù)流的各種訪問(wèn)。第一流讀取指令從第一頭端寄存器讀取，該第一頭端寄存器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)流的最近數(shù)據(jù)元素。第二流讀取指令從第二頭端寄存器讀取，該第二頭端寄存器存儲(chǔ)第一頭端寄存器之后的接下來(lái)的數(shù)據(jù)元素。這允許根據(jù)流數(shù)據(jù)的使用而對(duì)數(shù)據(jù)流序列內(nèi)的訪問(wèn)進(jìn)行稍微重新安排。

示例性實(shí)施例使用該對(duì)頭端寄存器以便將數(shù)據(jù)供應(yīng)給雙倍數(shù)據(jù)寬度指令。至少一個(gè)功能單元能夠操作雙倍正常數(shù)據(jù)寬度的數(shù)據(jù)。這可以使用相關(guān)聯(lián)的功能單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，每個(gè)功能單元操作正常數(shù)據(jù)寬度。第三流讀取指令從第一頭端寄存器和第二頭端寄存器讀取，從而供應(yīng)雙倍寬度數(shù)據(jù)。

在優(yōu)選實(shí)施例中，第一流讀取指令、第二流讀取指令和第三流讀取指令中的每一個(gè)具有相關(guān)聯(lián)的流讀取/提前指令。流讀取/提前指令像其相關(guān)聯(lián)的流讀取指令那樣供應(yīng)數(shù)據(jù)。每個(gè)流讀取/提前指令還通過(guò)存儲(chǔ)第一流頭寄存器和第二流頭寄存器中的所述流的下一個(gè)相繼數(shù)據(jù)元素而提前數(shù)據(jù)流。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的這些方面和其他方面在附圖中說(shuō)明，其中：

圖1說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的成雙的標(biāo)量/矢量數(shù)據(jù)路徑處理器；

圖2說(shuō)明圖1中說(shuō)明的成雙的標(biāo)量/矢量數(shù)據(jù)路徑處理器中的寄存器和功能單元；

圖3說(shuō)明全局標(biāo)量寄存器文件；

圖4說(shuō)明由算法功能單元共享的局部標(biāo)量寄存器文件；

圖5說(shuō)明由乘法功能單元共享的局部標(biāo)量寄存器文件；

圖6說(shuō)明由局部/存儲(chǔ)單元共享的局部標(biāo)量寄存器文件；

圖7說(shuō)明全局矢量寄存器文件；

圖8說(shuō)明斷言寄存器文件；

圖9說(shuō)明由算法功能單元共享的局部矢量寄存器文件；

圖10說(shuō)明由乘法功能單元和相關(guān)功能單元共享的局部矢量寄存器文件；

圖11說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的中央處理單元的流水線階段；

圖12說(shuō)明單個(gè)提取包的十六個(gè)指令；

圖13說(shuō)明本發(fā)明使用的指令的指令編碼的示例；

圖14說(shuō)明條件碼擴(kuò)展間隙(slot)0的位編碼；

圖15說(shuō)明條件碼擴(kuò)展間隙1的位編碼；

圖16說(shuō)明常量擴(kuò)展間隙的位編碼0；

圖17是說(shuō)明常量擴(kuò)展的部分框圖；

圖18說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的用于SIMD操作的進(jìn)位控制；

圖19說(shuō)明本發(fā)明的流引擎的概念視圖；

圖20說(shuō)明矢量中的通道分配的第一示例；