[發明專利]一種指令集擴展方法、裝置、電子設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202210632979.9
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN114721720B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 鄭添;梁菲;蔡剛;黃志洪
• 申請（專利權）人: 中科億海微電子科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30
• 代理公司: 北京融智邦達知識產權代理事務所(普通合伙) 11885
• 代理人: 董惠文

1.一種指令集擴展方法，其特征在于，包括以下步驟：

選擇RISC-V指令集的指令類型中的R-type作為擴展指令的指令類型；

根據R-type指令的編碼格式對三角函數和雙曲函數進行擴展指令編碼；

根據所述擴展指令編碼，在編譯器中添加三角函數和雙曲函數擴展指令的宏定義并更新opcodes表，

其中，宏定義是對擴展指令的各個位進行定義，opcodes表用于記錄擴展指令的匹配碼和掩碼，匹配碼記錄擴展指令的寄存器和立即數以外的信息；掩碼記錄指令的類型為R-type、I-type、S-type、B-type、U-type 或J-type類型的指令；

針對三角函數和雙曲函數擴展指令對處理器核中的譯碼模塊和執行模塊進行電路擴展，

其中，所述譯碼模塊用于對三角函數和雙曲函數擴展指令進行譯碼，并生成控制信號送入指令執行模塊，所述執行模塊，用于進行三角函數和雙曲函數的計算。

2.根據權利要求1所述的指令集擴展方法，其特征在于，所述擴展指令編碼包含rs1、rs2、rd、funct7、funct3和opcode信息，

其中，rs1用于記錄源操作數1的寄存器地址，rs2用于記錄源操作數2的寄存器地址，三角函數和雙曲函數的輸入角度值通過rs1寄存器存儲的值與rs2寄存器存儲的值相加得到；rd用于記錄擴展指令執行完成后數據寫回的目的寄存器地址；funct7用于指定R-type中的這一類指令為三角函數和雙曲函數擴展指令；funct3用于區別不同三角函數和雙曲函數擴展指令。

3.根據權利要求2所述的指令集擴展方法，其特征在于，所述譯碼模塊用于對三角函數和雙曲函數擴展指令進行譯碼，具體包括：

所述譯碼模塊對三角函數和雙曲函數擴展指令的opcode信息、rs1、rs2、rd、funct3和funct7信息進行譯碼，

其中，opcode信息用于確定擴展指令的指令類型，三角函數和雙曲函數擴展指令的指令類型為R-type；rs1和rs2用于記錄源操作數的寄存器地址，譯碼后從寄存器堆中取出源操作數；rd用于記錄目的寄存器的地址，在擴展指令結束后，將數據寫回該地址對應的寄存器中；funct7用于指定R-type中的這一類指令為三角函數和雙曲函數擴展指令；funct3用于區別不同三角函數和雙曲函數擴展指令。

4.根據權利要求3所述的指令集擴展方法，其特征在于，所述方法還包括：

在譯碼完成后，將生成的三角函數和雙曲函數擴展指令的控制信號送入所述執行模塊的三角函數和雙曲函數計算裝置中，進行三角函數和雙曲函數的計算并輸出計算結果。

5.一種指令集擴展裝置，其特征在于，包括：

指令選擇單元，用于選擇RISC-V指令集的指令類型中的R-type作為擴展指令的指令類型；

指令編碼單元，用于根據R-type指令的編碼格式對三角函數和雙曲函數進行擴展指令編碼；

指令添加單元，用于根據所述擴展指令編碼，在編譯器中添加三角函數和雙曲函數擴展指令的宏定義并更新opcodes表，

其中，宏定義是對擴展指令的各個位進行定義，opcodes表用于記錄擴展指令的匹配碼和掩碼，匹配碼記錄擴展指令的寄存器和立即數以外的信息；掩碼記錄指令的類型為R-type、I-type、S-type、B-type、U-type 或J-type類型的指令；

電路擴展單元，用于針對三角函數和雙曲函數擴展指令對處理器核中的譯碼模塊和執行模塊進行電路擴展；

其中，所述譯碼模塊用于對三角函數和雙曲函數擴展指令進行譯碼，并生成控制信號送入指令執行模塊，所述執行模塊，用于進行三角函數和雙曲函數的計算。