[發明專利]一種用于向量處理的確定斷言活躍元素個數的方法和裝置

有效

• 申請號: 201810714964.0
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN109032666B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 雷國慶;鄭重;王俊輝;郭維;隋兵才;黃立波;高軍;孫彩霞;王永文
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種用于向量處理的確定斷言活躍元素個數的方法，其特征在于實施步驟包括：

1）對微處理器指令進行譯碼；

2）根據微處理器指令的譯碼結果來判斷微處理器指令是否為斷言活躍元素計數指令，如果為斷言活躍元素計數指令則跳轉執行步驟3）；否則，進行其它指令處理，結束并退出；

3）讀取斷言寄存器的值以及斷言活躍元素所需的控制信息；

4）根據斷言寄存器的值和斷言活躍元素所需的控制信號來獲取斷言活躍元素個數結果；

5）將斷言活躍元素個數結果寫到對應的標量寄存器中，跳轉執行步驟1）；

步驟4）的詳細步驟包括：

4.1）從斷言活躍元素所需的控制信號中獲得元素大小的信息，根據元素大小信息生成斷言寄存器數據掩碼；

4.2）將斷言寄存器的值、斷言寄存器數據掩碼進行邏輯與操作，忽略掉不需要關注的位，得到掩碼處理后的斷言寄存器數據；

4.3）將掩碼處理后的斷言寄存器數據以每4位為一組進行分組，然后將各個分組分別通過編碼器電路來編碼計算其中比特1的個數，一共獲得N組結果，且結果的組數N滿足N=PL/4，其中PL為斷言寄存器位寬；

4.4）將得到的N組結果送入到一個多級樹形加法器電路中，多級樹形加法器電路包括log₂(N)級，多級樹形加法器電路的每一級將來自上一級n個輸入相加得到n/2個求和結果，且通過最后一級輸出的最終計算結果作為得到的斷言活躍元素個數結果。

2.根據權利要求1所述的用于向量處理的確定斷言活躍元素個數的方法，其特征在于，步驟4.1）中根據元素大小信息生成斷言寄存器數據掩碼時：當向量元素大小為8比特時，生成的掩碼值的二進制位全為1；當向量元素大小為16比特時，生成的掩碼值由PL/2個二進制數01構成；當向量元素大小為32比特時，生成的掩碼值由PL/4個二進制數0001構成；當向量元素大小為64比特時，生成的掩碼值由PL/8個二進制數00000001構成；其中PL為斷言寄存器位寬。

3.根據權利要求1所述的用于向量處理的確定斷言活躍元素個數的方法，其特征在于，步驟4.3）中將各個分組分別通過編碼器電路來編碼計算其中比特1的個數時：當輸入的4比特二進制數據為0000時，輸出為二進制數000；當輸入的4比特二進制數據為0001或者0010或者0100或者1000時，輸出為二進制數001；當輸入的4比特二進制數據為1100或者1010或者1001或者0110或者0101或者0011時，輸出為二進制數010；當輸入的4比特二進制數據為1110或者1101或者1011或者0111時，輸出為二進制數011；當輸入的4比特二進制數據為1111時，輸出為二進制數100。

4.一種用于向量處理的確定斷言活躍元素個數的裝置，其特征在于，包括譯碼控制單元和斷言活躍元素計數單元：

所述譯碼控制單元用于對微處理器指令進行譯碼，根據微處理器指令的譯碼結果來判斷微處理器指令是否為斷言活躍元素計數指令，如果為斷言活躍元素計數指令則讀取斷言寄存器的值以及斷言活躍元素所需的控制信息并發送給斷言活躍元素計數單元；

所述斷言活躍元素計數單元根據斷言寄存器的值和斷言活躍元素所需的控制信號來獲取斷言活躍元素個數結果、并將斷言活躍元素個數結果寫到對應的標量寄存器中；

所述斷言活躍元素計數單元包括：

掩碼生成器，用于從斷言活躍元素所需的控制信號中獲得元素大小的信息，根據元素大小信息生成斷言寄存器數據掩碼；

與門，用于將斷言寄存器的值、斷言寄存器數據掩碼進行邏輯與操作，忽略掉不需要關注的位，得到掩碼處理后的斷言寄存器數據；

編碼器電路，用于將掩碼處理后的斷言寄存器數據以每4位為一組進行分組，然后將各個分組分別通過編碼器電路來編碼計算其中比特1的個數，一共獲得N組結果，且結果的組數N滿足N=PL/4，其中PL為斷言寄存器位寬；

多級樹形加法器電路，包括log₂(N)級，用于將得到的N組結果依次經過log₂(N)級處理，多級樹形加法器電路的每一級將來自上一級n個輸入相加得到n/2個求和結果，并通過最后一級輸出斷言活躍元素個數結果。

5.一種用于向量處理的確定斷言活躍元素個數的裝置，包括支持向量處理的微處理器，其特征在于，所述微處理器被編程以執行權利要求1～3中任意一項所述用于向量處理的確定斷言活躍元素個數的方法的步驟。