[发明专利]用于可配置的处理的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有可配置的执行单元的计算机处理器、用于操作这样的计算机处理器和执行单元的方法和使用计算机指令集的计算机程序产品。

背景技术

由于在制造时使指令集被固定，一些计算机处理器在有效处理某些算法内的不同类型的数据处理计算的能力和执行不同的算法(例如从卷积、快速傅立叶变换、Trellis/Viterbi计算、相关、有限脉冲响应滤波等中选择的算法)的能力上是有限的。特别地，已知的计算机处理器不支持在多比特操作数值上运行的软件定制(software-customised)的指令的执行，例如对四比特或更多比特的操作数或者对计算机字(典型的是16、32或64比特)级别的操作数起作用的指令。已知的计算机处理器不能响应于构成处理器指令集的一部分的单独软件定制处理器指令而有效地执行包含较简单定制操作的序列的复杂软件定制操作。

本发明的实施例设法提供改进的计算机处理器和操作计算机处理器的方法等。

发明内容

依照本发明的一个方面，提供了可配置的执行单元，该可配置的执行单元包括能够由指令在处理多比特操作数值的级别动态配置的算子(operator)。该可配置的执行单元包括一个或多个可动态配置的算子模块和可编程的查找表，所述模块或每个模块是可连接的以便接收在指令中指示的输入操作数，所述可编程的查找表是可连接的以便接收根据指令的操作码部分确定的动态配置信息并且能够响应于指令中的所述动态配置信息而产生定义所述可配置的算子模块的功能和/或行为的特征的算子配置设置。

在优选实施例中，可编程的查找表包括可编程的逻辑阵列。更优选地，可编程的查找表包括级联的可编程的逻辑阵列。

在公开的实施例中，所述可配置的执行单元包括可配置的交换结构(switching fabric)，该交换结构具有至少部分地由伪静态控制信息定义的连接性。另外，该可配置的交换结构可以包含在所述可配置的算子上游连接的一个或多个可配置的输入互连装置，和在该可配置的算子下游连接的可配置的输出互连装置。优选的实施例具有这二者。

在提供可配置的输入互连装置的情况下，一个或多个可配置的算子模块输出可以被连接到所述可配置的输入互连装置。

优选地，至少一个可配置的算子模块被硬布线以支持预定的操作类并且可以由算子配置设置来动态配置以便在所述一般操作类内调整算子函数和/或行为。依赖于预期应用，可以提供不同的算子函数。优选的实施例趋向于包含具有可配置的移位(shift)和/或置换(permute)功能的模块。更优选地，某些实施例包括能够保存中间结果的存储算子。

通常，一个或多个可配置的部件包含独立于携带所述动态配置信息的指令而提供的伪静态控制信息。这样的伪静态控制信息可以由例如配置设置指令建立，或者通过向所涉及部件的直接数据传输来建立。

在大部分实施例中，一个或多个可动态配置的算子可以借助于在数据处理指令中提供的配置信息来配置。但是，这里公开的原理也可以应用到其它类型的指令。

优选的可配置的执行单元包括可以借助于在数据处理指令中提供的配置信息来配置的多个可动态配置的算子，其中，在使用中，依照所述配置信息的算子配置对在所述数据处理操作中指示的操作数起作用。

在其它实施例中，或者另外，一个或多个可动态配置的算子可以借助于在数据处理指令中提供的配置信息来配置，其中，在使用中，依照所述配置信息的算子配置对在随后的指令中指示的操作数起作用。

优选的执行单元被布置成能够响应于单个指令而在将结果输出给在该可配置的执行路径或单元之外的存储装置(store)(例如寄存器堆(register file))之前，在一个操作数上执行两个或更多连续的、可选择性地配置的操作。在优选的可配置的执行单元中，所述可配置的算子模块中的一个或多个支持SIMD操作。

通常，提供以下一个或多个算子类中的算子：乘法器、算术逻辑、存储、移位和/或置换。但是，可以使用任何数目或类型的算子。

在依照本发明的实施例中，术语“可编程的查找表”应该被广义地解释为包括能够响应于指令中的信息而提供例如从以下一个或多个中选择的算子配置设置的任何设备：进位输入(carry-in)信号；多路复用器选择；可协商的输入(negotiable input)；溢出设置；和其它合适的算子输入。

另外，所述可编程的查找表可以有利地从(一个或多个)可动态配置的算子模块接收一个或多个输入。这样，来自所述算子的输出能够至少部分地定义在随后的周期中使用的算子的配置输入。