[发明专利]执行数据字和/或指令的方法和设备

说明书

现有技术

本发明从根据独立权利要求的前序部分所述的、用于区分微处理器的至少两种工作模式的方法和设备出发，该微处理器具有用于执行程序段的至少两个实施单元。

由α粒子或宇宙辐射所触发的瞬时故障越来越成为集成电路的问题。通过减小的结构宽度、下降的电压和更高的时钟频率增加以下概率，即由α粒子或宇宙辐射所引起的电荷变化使集成电路中的逻辑值失真。后果可能是错误的计算结果。因此，在与安全性相关的系统中必须可靠地检测到这种故障。

在与安全性相关的系统中，诸如汽车中的ABS调节系统，在这些系统中必须安全地检测到电子设备的功能失误，正好在这种系统的相对应的控制设备中通常设置用于进行故障识别的冗余。因此例如在公知的ABS系统中分别复制完整的微控制器，其中，冗余地计算整个ABS功能并且检查一致性。如果出现了结果的偏差，则断开ABS系统。

具有至少两个集成核的这种处理器单元也作为双核或多核体系架构而是公知的。不同的核冗余地和时钟同步地实施相同的程序段，比较两个核的结果，并且接着在比较一致性时识别故障。以下将这种配置称为比较模式。

在其它的应用中，双核或多核体系架构也被用于提高功率，即被用于提高性能。两个核实施不同的程序段，由此能实现功率提高，该配置因此被称为功率模式或性能模式。该系统在相同的核中也被称为对称的多处理器系统(SMP)。

这些系统的扩展方案是，借助对特定地址的访问和专用的硬件设备，通过软件在这两种模式之间进行转换。在比较模式下，互相比较核的输出信号。在性能模式下，两个核作为对称的多处理器系统(SMP)来工作，并且实施不同的程序、程序段或指令。

发明内容

本发明的优点在于，不必考虑不同的处理器模式，在这些处理器模式之间必须按照实施单元的体系架构费时地转换。

本发明的任务是，实现两种模式的不同作用方式之间的灵活性，并且尤其是在没有明显转换模式的情况下来实现这一点。应该仅还激活或去激活比较单元。不应明显地通过指令或指令序列来实现该激活或去激活，而是仅还隐含地进行。

其它的优点在于舍弃明显的转换指令，因为为此否则必须在实施单元的指令字中预留多个位或位组合。

此外有利的是存在以下可能性：一方面可以在没有接近硬件的软件的情况下在比较模式和性能模式之间进行转换，而另一方面也能仅针对单个指令来执行比较，而不是将整个处理器转换到该模式。

此外还存在以下优点：并行的实施单元以固定的时钟偏移(Taktversatz)来工作，并且由此尤其是在比较模式下减小了短持续时间的全局作用的故障事件对要进行比较的数据的影响。

有利地根据以下情况来激活用于比较模式的比较单元，即至少两个相同的数据字和/或指令得到执行，并且由控制单元将至少相同的数据字和/或指令分别分配到至少两个实施单元上。数据字和/或指令有利地时钟相同地(taktgleich)或以固定的时钟偏移得到执行。数据字和/或指令适宜地作为子数据字和/或子指令被包含在指令字中。数据字和/或指令有利地被接连布置在程序流程中。有利地根据相继跟随的相同数据字和/或指令的数目，将这些数据字和/或指令分配到相对应数目的实施单元上。如果在至少两个实施单元中同时或相互以固定的时钟偏移实施的两个相继跟随的数据字和/或指令不一致，则适宜地使比较单元去激活。有利地，通过存储器中的可预定的位置来预定要进行比较的数据和指令。有利地包含用于执行数据字和/或指令的设备，其中，在执行时区分至少两种工作模式，并且第一工作模式对应于比较模式，而第二工作模式对应于性能模式，该设备具有比较单元，该必较单元被构造成使得在比较模式下激活了该比较单元而在性能模式下使该比较单元去激活，其特征在于，包含装置，所述装置被构造成使得于是根据以下情况来激活用于比较模式的比较单元，即至少两个相同的数据字和/或指令接连得到执行，并且至少相同的数据字和/或指令分别被分配到至少两个实施单元上。

由权利要求的特征以及说明书得出了其它的优点和有利的改进方案。

附图说明

图1示出了超标量(superskalar)计算机的示意性结构。

图2示出了由没有VLIW体系架构的超标量实施单元的C200实现译码单元C220的结构的可能性。

图3示出了由VLIW体系架构的C200实现译码单元C220的可能的实现方案。

在图4中示出了具有管线(Pipeline)的VLIW处理器。

具体实施方式