[发明专利]用于预测分支指令的方法和设备

权利要求书

1.一种包括分支预测电路的微处理器，所述分支预测电路经配置以基于预测被获取到指令管线内的分支指令是被采取还是不被采取来为所述微处理器的所述指令管线引导指令获取，所述分支预测电路包括：

分支目标高速缓冲存储器，其经配置以存储针对已知分支指令的分支目标信息；

第一分支历史表，其经配置以存储第一分支预测信息；

第二分支历史表，其经配置以存储第二分支预测信息；以及

分支控制逻辑，其经配置以根据针对作为分支目标高速缓冲存储器命中的分支指令的所述第一分支预测信息，并根据针对作为分支目标高速缓冲存储器未命中的分支指令的所述第二分支预测信息来预测分支指令是被采取还是不被采取。

2.一种包括指令管线的微处理器，所述指令管线包含以下者或与其相关联：

指令高速缓冲存储器，其经配置以高速缓冲存储用于获取到所述指令管线内的指令；

分支目标高速缓冲存储器，其经配置以存储针对已知分支指令的分支目标信息；

第一分支历史表，其经配置以存储第一分支预测信息；

第二分支历史表，其经配置以存储第二分支预测信息；以及

分支控制逻辑，其经配置以根据针对作为分支目标高速缓冲存储器命中的分支指令的所述第一分支预测信息，并根据针对作为分支目标高速缓冲存储器未命中的分支指令的所述第二分支预测信息来预测分支指令是被采取还是不被采取。

3.根据权利要求2所述的微处理器，其中所述第一分支历史表经配置为具有与所述分支目标高速缓冲存储器的存取速度匹配的存取速度，且其中所述第二分支历史表经配置为具有与所述指令高速缓冲存储器的存取速度匹配的存取速度。

4.根据权利要求2所述的微处理器，其中所述第一分支历史表和所述分支目标高速缓冲存储器经配置以可在所述指令管线的M个循环中存取，且其中所述第二分支历史表经配置以可在所述指令管线的N个循环中存取，其中M和N是第一数目和第二数目，且M小于N。

5.根据权利要求2所述的微处理器，其中所述第一分支历史表包括比所述第二分支历史表数目少的分支预测符，使得存取所述第一分支历史表中的分支预测符比存取所述第二分支历史表中的分支预测符花费较少的时间。

6.根据权利要求2所述的微处理器，其中微处理器经配置以根据所述第一分支预测信息针对分支目标高速缓冲存储器命中作出初始预测，并根据所述第二分支预测信息针对所述分支目标高速缓冲存储器命中作出相应的后续预测。

7.根据权利要求6所述的微处理器，其中所述微处理器经配置以根据所述初始预测引导指令获取，并根据所述相应的后续预测有条件地重新引导指令获取。

8.根据权利要求7所述的微处理器，其中所述微处理器经配置以通过针对给定的初始预测，在所述相应的后续预测与所述给定的初始预测不一致时重新引导指令获取而有条件地重新引导指令获取。

9.根据权利要求2所述的微处理器，其中所述微处理器经配置以响应于解析针对分支目标高速缓冲存储器命中和未命中作出的分支预测而更新所述第二分支预测信息，使得所述第二分支预测信息反映分支目标高速缓冲存储器命中和未命中两者的分支历史。

10.根据权利要求9所述的微处理器，其中所述微处理器经配置以依据所述第二分支预测信息来更新所述第一分支预测信息。

11.根据权利要求2所述的微处理器，其中所述微处理器经配置以响应于解析针对分支目标高速缓冲存储器未命中作出的分支预测而更新所述第二分支预测信息，以及经配置以响应于解析针对分支目标高速缓冲存储器命中作出的分支预测而更新所述第一分支预测信息。

12.根据权利要求2所述的微处理器，其中所述微处理器经配置以响应于将指令地址获取到所述指令管线内而起始对所述第一和第二分支历史表的存取，以及进一步经配置以响应于检测到所述指令地址是所述分支目标高速缓冲存储器中的命中而中止对所述第二分支历史表的存取，使得针对作为分支目标高速缓冲存储器命中的分支指令避免了对所述第二分支历史表的完全存取。

13.根据权利要求2所述的微处理器，其中所述分支目标高速缓冲存储器包括分支目标址高速缓冲存储器或分支目标指令高速缓冲存储器中的一者。