[發(fā)明專利]一種多層循環(huán)程序的運(yùn)行系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811314496.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN109656641B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉大可;苗志東;楊兵強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 極芯通訊技術(shù)（南京）有限公司
• 主分類號(hào): G06F9/448
• 分類號(hào): G06F9/448
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發(fā)明實(shí)施例提供一種多層循環(huán)程序的運(yùn)行系統(tǒng)和方法，通過(guò)將多層循環(huán)程序按程序代碼的方式逐條存儲(chǔ)，并且程序代碼的類型包括數(shù)據(jù)運(yùn)算程序代碼和循環(huán)體描述代碼，并根據(jù)當(dāng)前輸入的存儲(chǔ)地址獲取當(dāng)前運(yùn)行代碼，再根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼對(duì)每一循環(huán)體的循環(huán)次數(shù)和對(duì)每一循環(huán)體內(nèi)數(shù)據(jù)運(yùn)算程序代碼的運(yùn)行數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼和每一計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn)，根據(jù)跳轉(zhuǎn)后的狀態(tài)獲取下一運(yùn)行代碼的存儲(chǔ)地址。該系統(tǒng)和方法僅根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼并通過(guò)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的方式就能獲取下一運(yùn)行代碼的存儲(chǔ)地址，從而避免了現(xiàn)有技術(shù)中各種循環(huán)條件的復(fù)雜判斷，簡(jiǎn)化了多層循環(huán)程序的運(yùn)行過(guò)程，提高了多層循環(huán)程序的運(yùn)行效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及計(jì)算機(jī)電路技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種多層循環(huán)程序的運(yùn)行系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

計(jì)算機(jī)軟件算法中不可避免的會(huì)有很多多層循環(huán)程序，這些多層循環(huán)程序?qū)崿F(xiàn)的時(shí)候常常需要多種額外操作來(lái)實(shí)現(xiàn)：包括循環(huán)變量賦初值，循環(huán)變量自增，循環(huán)變量是否達(dá)到循環(huán)總數(shù)判斷，條件跳轉(zhuǎn)，指令跳轉(zhuǎn)等。這些額外操作會(huì)占用處理器的執(zhí)行時(shí)間，降低處理器的運(yùn)行速度。

為了提高處理器在處理多層循環(huán)程序時(shí)的速度，現(xiàn)有處理器通常是通過(guò)提高條件跳轉(zhuǎn)指令的效率來(lái)實(shí)現(xiàn)，有兩種解決方案：1、在需要執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令的時(shí)候，在得到跳轉(zhuǎn)判斷條件之前，用兩組硬件同時(shí)對(duì)兩種可能的情況進(jìn)行運(yùn)算，最后根據(jù)跳轉(zhuǎn)判斷條件選擇最終結(jié)果；2、使用分支預(yù)測(cè)技術(shù)，在需要執(zhí)行跳轉(zhuǎn)指令的時(shí)候，在得到跳轉(zhuǎn)判斷條件之前，通過(guò)分支預(yù)測(cè)硬件得到預(yù)測(cè)結(jié)果，并按該結(jié)果運(yùn)算，如果實(shí)際的跳轉(zhuǎn)條件與預(yù)測(cè)的相同，則輸出結(jié)果，如果不同，則重新計(jì)算。

以上對(duì)多層循環(huán)程序的處理，仍存在多層循環(huán)程序的運(yùn)行效率低下的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供一種多層循環(huán)程序的運(yùn)行系統(tǒng)和方法。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種多層循環(huán)程序的運(yùn)行系統(tǒng)，包括：相互連接的程序存儲(chǔ)器模塊、循環(huán)計(jì)數(shù)器模塊和指令狀態(tài)機(jī)模塊；程序存儲(chǔ)器模塊存儲(chǔ)有多層循環(huán)程序?qū)?yīng)的若干條程序代碼，其中，每一程序代碼對(duì)應(yīng)一個(gè)存儲(chǔ)地址，程序代碼的類型包括數(shù)據(jù)運(yùn)算程序代碼和循環(huán)體描述代碼，循環(huán)體描述代碼包括預(yù)設(shè)前綴代碼、所描述的循環(huán)體的循環(huán)層級(jí)數(shù)、所描述的循環(huán)體的循環(huán)總次數(shù)和所描述的循環(huán)體內(nèi)的數(shù)據(jù)運(yùn)算程序代碼的總數(shù)量，程序存儲(chǔ)器模塊，用于根據(jù)當(dāng)前輸入的存儲(chǔ)地址獲取當(dāng)前運(yùn)行代碼，并將當(dāng)前運(yùn)行代碼傳輸至循環(huán)計(jì)數(shù)器模塊和指令狀態(tài)機(jī)模塊；循環(huán)計(jì)數(shù)器模塊，用于根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼中包含的預(yù)設(shè)前綴代碼確定當(dāng)前運(yùn)行代碼的類型為循環(huán)體描述代碼，根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼中所描述的循環(huán)體的循環(huán)層級(jí)數(shù)和所描述的循環(huán)體的循環(huán)總次數(shù)和所描述的循環(huán)體內(nèi)的數(shù)據(jù)運(yùn)算程序代碼的總數(shù)量，對(duì)每一循環(huán)體的循環(huán)次數(shù)和對(duì)每一循環(huán)體內(nèi)數(shù)據(jù)運(yùn)算程序代碼的運(yùn)行數(shù)量進(jìn)行計(jì)數(shù)，并將每一計(jì)數(shù)結(jié)果輸出至指令狀態(tài)機(jī)模塊；指令狀態(tài)機(jī)模塊，用于根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼和每一計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)跳轉(zhuǎn)，根據(jù)跳轉(zhuǎn)后的狀態(tài)獲取下一運(yùn)行代碼的存儲(chǔ)地址，并將下一運(yùn)行代碼的存儲(chǔ)地址傳輸至程序存儲(chǔ)器模塊。

其中，循環(huán)計(jì)數(shù)器模塊包括多個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器和使能信號(hào)生成子模塊；循環(huán)計(jì)數(shù)器的數(shù)量至少為多層循環(huán)程序的循環(huán)體的總數(shù)量的兩倍；使能信號(hào)生成子模塊，用于根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼生成使能信號(hào)，并輸入至對(duì)應(yīng)的循環(huán)計(jì)數(shù)器，以使每一循環(huán)計(jì)數(shù)器輸出對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)結(jié)果。

其中，循環(huán)計(jì)數(shù)器模塊還包括計(jì)數(shù)步長(zhǎng)控制子模塊，計(jì)數(shù)步長(zhǎng)控制子模塊包括多個(gè)多路選擇器；每一多路選擇器連接至一個(gè)循環(huán)計(jì)數(shù)器，每一多路選擇器，用于根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼選擇計(jì)數(shù)步長(zhǎng)，并將每一計(jì)數(shù)步長(zhǎng)輸入到對(duì)應(yīng)的循環(huán)計(jì)數(shù)器，以使每一循環(huán)計(jì)數(shù)器以對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)步長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)數(shù)。

其中，指令狀態(tài)機(jī)模塊包括狀態(tài)寄存器和狀態(tài)跳轉(zhuǎn)子模塊；狀態(tài)寄存器，用于存儲(chǔ)前一狀態(tài)；狀態(tài)跳轉(zhuǎn)子模塊，用于根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行代碼、前一狀態(tài)和每一計(jì)數(shù)結(jié)果獲取當(dāng)前狀態(tài)。