[其他]增強(qiáng)的中央處理器(CPU)微轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 85101313
• 申請(qǐng)日: 1985-04-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN1004234B
• 公開(kāi)（公告）日: 1989-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅伯特·惠廷·霍斯特;理查德·李·哈里斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 坦德姆計(jì)算機(jī)有限公司
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利代理部
• 代理人: 董江雄;李勇

一種中央處理器中執(zhí)行微碼轉(zhuǎn)移的硬件能以?xún)煞N不同速度進(jìn)行微碼轉(zhuǎn)移，并在轉(zhuǎn)移中具有有選擇地禁止進(jìn)入流水線的附加行的靈活性。對(duì)于尚未達(dá)到的檢測(cè)結(jié)果可使用一條試探性的轉(zhuǎn)移通道，而且在時(shí)鐘暫停期間，如果檢測(cè)結(jié)果是錯(cuò)誤的，該試探性通道可通向正確的轉(zhuǎn)移目標(biāo)。有一個(gè)返回堆棧，其裝入和下推是相分離的以適應(yīng)轉(zhuǎn)移的兩種速度。微碼可以用文字或寄存的數(shù)值裝入到返回地址堆棧，并在一個(gè)延遲調(diào)用之后允許在指定行上進(jìn)行向量化的轉(zhuǎn)移和返回。

本發(fā)明涉及的是各種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的中央處理器。更具體地講，本發(fā)明涉及的是在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的中央處理器中所用到的各微指令組的微轉(zhuǎn)移和執(zhí)行微轉(zhuǎn)移的硬件。

微轉(zhuǎn)移的概念，即在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的中央處理器中微指令的微碼級(jí)范圍的轉(zhuǎn)移，這個(gè)概念在先有技術(shù)領(lǐng)域中是眾所周知的。人們知道在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的中央處理器中，可以根據(jù)選定檢測(cè)條件下選擇的結(jié)果來(lái)執(zhí)行微轉(zhuǎn)移。在使用流水線結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)微轉(zhuǎn)移可以根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果來(lái)進(jìn)行。而這些檢測(cè)結(jié)果是在執(zhí)行微指令中不同級(jí)別的微碼字段的過(guò)程中得到的。某些先有技術(shù)中，系統(tǒng)只有做“快”轉(zhuǎn)移的能力，即轉(zhuǎn)移所根據(jù)的檢測(cè)結(jié)果是在執(zhí)行給定的微指令中第一級(jí)微碼字段時(shí)讀出的。其他系統(tǒng)則僅有做“慢”轉(zhuǎn)移的能力，即是根據(jù)執(zhí)行微指令中第二級(jí)微碼產(chǎn)生的檢測(cè)條件的結(jié)果。在先有技術(shù)中，如能夠執(zhí)行微轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)還具有禁止引起轉(zhuǎn)移的微碼行后的其他微碼行進(jìn)入流水線的功能。禁止后面微碼行執(zhí)行的必備條件取決于該微碼所執(zhí)行的功能以及它是否與由CPU根據(jù)該微碼檢測(cè)條件的結(jié)果實(shí)現(xiàn)的相兼容。

這些作為先有技術(shù)的微轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)方案不僅為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員提供了靈活性，并且還可能設(shè)計(jì)出這樣一種系統(tǒng)，它能夠作出更多的判定，從而能夠作更高級(jí)的概括，盡管如此，系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)以及其工作過(guò)程仍可作出改進(jìn)。

例如，不能既可執(zhí)行快轉(zhuǎn)移又可執(zhí)行慢轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)，就不如兩種轉(zhuǎn)移均可執(zhí)行的系統(tǒng)靈活。這樣的系統(tǒng)一般不能在任意特定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行一個(gè)以上的檢測(cè)，甚至不能在執(zhí)行任意一個(gè)微指令時(shí)進(jìn)行一個(gè)以上的檢測(cè)。在這樣的系統(tǒng)中，有些系統(tǒng)僅能做快微轉(zhuǎn)移，有些系統(tǒng)僅能做慢微轉(zhuǎn)移。只能做快微轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)不能根據(jù)現(xiàn)行微指令執(zhí)行第二級(jí)時(shí)所產(chǎn)生的條件完成轉(zhuǎn)移。造成這一缺點(diǎn)的明顯原因是請(qǐng)求執(zhí)行轉(zhuǎn)移的判定條件，是在轉(zhuǎn)移部件所進(jìn)行檢測(cè)的晚一個(gè)時(shí)間周期上發(fā)生的。

另一方面，僅能執(zhí)行慢轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)則必須多等一個(gè)時(shí)鐘周期。以便得到第二級(jí)微碼指令產(chǎn)生的轉(zhuǎn)移條件，這樣在執(zhí)行轉(zhuǎn)移目標(biāo)的微碼之前，便失去了一個(gè)時(shí)鐘周期。

執(zhí)行慢微碼轉(zhuǎn)移的先有技術(shù)的另一缺點(diǎn)是：系統(tǒng)缺乏有選擇地禁止在做出轉(zhuǎn)移判定之前進(jìn)入流水線的一行或兩行微碼行的靈活性。同樣，那些能完成快速微轉(zhuǎn)移的先有技術(shù)系統(tǒng)，則缺乏有選擇地禁止在做出轉(zhuǎn)移判定之前進(jìn)入流水線的現(xiàn)行行或下行微碼的一行或兩行的靈活性。

進(jìn)一步講，一個(gè)根據(jù)已經(jīng)得到的檢測(cè)條件做出微轉(zhuǎn)移的判定之后，還能允許執(zhí)行數(shù)行微碼的先有技術(shù)系統(tǒng)，一般均不能在調(diào)用一條子程序后再返回到除產(chǎn)生轉(zhuǎn)移的微碼行處的一條微碼行上。

目前所使用的微轉(zhuǎn)移部件的又一個(gè)缺點(diǎn)是：先有技術(shù)中為執(zhí)行快速和慢速微轉(zhuǎn)移用到的硬件，一般都不能相互校驗(yàn)。除非使用附加的校驗(yàn)部件。

再之，不論執(zhí)行哪一種微轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)，普遍要采用一個(gè)返回地址堆棧，系統(tǒng)將該堆棧作為一個(gè)向量為處理器指出一個(gè)返回地址，以便使轉(zhuǎn)移發(fā)生前正在執(zhí)行的微碼繼續(xù)運(yùn)行。本發(fā)明的發(fā)明人了解到在先有技術(shù)中返回地址的結(jié)構(gòu)，都具有共同的特點(diǎn)，即裝入返回地址是和堆棧的循環(huán)相聯(lián)系的。這就導(dǎo)致靈活性的減小和中央處理器硬件費(fèi)用的增加。

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是為既能做快轉(zhuǎn)移又能做慢轉(zhuǎn)移的中央處理器提供一種結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種微轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在執(zhí)行任一條微指令時(shí)，可以進(jìn)行一個(gè)以上的檢測(cè)。

本發(fā)明的又一目的是提供一種微轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu);該結(jié)構(gòu)能夠在做微碼慢速轉(zhuǎn)移時(shí)禁止一行或兩行微碼進(jìn)入流水線。

本發(fā)明的再一目的是提供一種微轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu);該結(jié)構(gòu)能夠在做快速微轉(zhuǎn)移時(shí)禁止現(xiàn)行或下行微碼行中的任一行或兩行進(jìn)入流水線。