[發明專利]一種支持亂序的多端口寄存器組文件的實現方法

在審

• 申請號: 201910979228.2
• 申請日: 2019-10-15
• 公開（公告）號: CN110737406A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 楊旭光;林森;伍世聰
• 申請（專利權）人: 北京芯啟科技有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 11453 北京名華博信知識產權代理有限公司
• 代理人: 李冬梅

1.一種支持亂序的多端口寄存器組文件裝置，其特征在于，所述硬件裝置包括：

多個寫端口，每個用于接收寫入數據；

多端口亂序寫選擇控制器，用于根據每個端口的標識號來處理多個寫端口共同訪問時的優先級別，產生各個端口的寫使能的生成信號；

多端口寫選擇陣列，受控于寫選擇信號，以一種與或門的設計形式，輸出寫數據；

其他構成寄存器組文件裝置的必要組件，包括：多個寄存器窗構成的寄存器組文件的存儲主體，其中每個寄存器窗包括多個具有一定數據寬度的寄存器，用于存儲寫入的數據；多端口讀選擇器，每個對應一個讀端口，根據每個讀端口的讀地址以及寄存器窗的控制選擇信號，將對應窗中對應地址的寄存器數據輸出，也包括多個與或門的設計形式。

2.根據權利要求1所述的多端口寫選擇控制裝置，其特征在于，可處理多個端口亂序的寫同一個寄存器地址的情況，這是從兩個不同設計層面共同設計的一套機制：包括在處理器流水線微架構的層面，采取一套標識符設計方法，令亂序執行后寫回亂序的情況得到標識；在架構層面設計的前提下，在寫選擇信號的邏輯電路層面，采取特定的電路，使得對同一地址“寫后寫”的情況中，只有最近的數據會被選擇寫入寄存器。

3.根據權利要求1所述的寄存器組文件的存儲裝置，其特征在于，通過與或門的組合數字電路設計形式實現。

4.根據權利要求2所述的一套標識符設計方法，其特征在于，標識符容量設計與同事發射的指令數目、執行單元數目、最長執行時間等因素以特定的函數規律推導得出。

5.根據權利要求2所述的一套對同一地址“寫后寫”判斷方法，其特征在于，應用權利要求4所述方法設計的標識符進行判斷，當發生標識符咬尾情況時(后發射的指令標識符被清零、先發射的指令還未執行完畢，這樣的兩條指令在寄存器寫端口發生地址碰撞)，其差值與根據特定規律推導的邊界值進行比較，從而得出對相撞的兩次寫操作先后執行次序的正確判斷。