[发明专利]具有实时动态可变指令集的计算机

说明书

技术领域

本发明涉及计算机的指令集，更具体地，本发明涉及具有允许 以最佳存储器容量展示最佳指令执行能力的指令集的计算机的指令 集结构。

背景技术

一般地，计算机以如下方式执行给定程序，即CPU(中央处理单 元)读取并且解码被翻译成机器语言并且被存储在主存储器中的一个 或者多个指令，随后生成被提供给诸如运算逻辑单元之类的相应硬连 线逻辑的相应控制代码以操作硬连线逻辑。

在此，一个指令由是由OP代码和一个或者多个操作数组成的， 并且根据操作数的数目指令被分成0-操作数指令、1-操作数指令、 和2，3-操作数指令。Java处理器是采用0-操作数指令的示例，DSP (数字信号处理器)是采用1-操作数指令的示例，而大部分通用计 算机采用2，3-操作数指令。

同时，根据指令集的构建方式，大部分计算机可被分成具有简 单且数量较少的指令集的RISC(精简指令集计算机)和具有尽可能 直接地对应于高级编程语言的大量指令集的CISC(复杂指令集计算 机)。由于指令集采用不同的方法来有效地处理特定任务(即，程序)， 所以根据指令集提出了各种计算机。也就是说，当计算机处理特定任 务时，一般需要三种资源：存储器、CPU和用于该任务的时间，因此 计算机有必要根据每个特定任务为优化资源利用而采取不同的方式。 在此，指令集已经有了许多改变，从而已经开发出了具有不同规范的 各种计算机。

同样，用于解码指令并生成(多个)控制代码的方法被分成三 种类型。第一种类型是微编码方法，通过这种方法，根据事先存储在 CPU的ROM(只读存储器)中的内容，指令被翻译成一系列控制代码。 在第二种类型中，通过用PLA(可编程逻辑阵列)代替ROM进行控制 代码的翻译来生成并行控制代码，相对于微编码方法而言这样可以降 低程序总的执行时间。此外，第三种类型就是通过软件的方式将指令 翻译成控制代码，其中提供小型微处理器并且通过在该小型微处理器 上运行的翻译软件将指令实时地进行翻译以生成控制代码。如果采用 软件方式，那么增强了灵活性但是要比硬件方式需要更多的时间来进 行翻译。

然而，有时候，大部分计算机会处理不适合于被它们处理的指 令集的任务，而不是仅仅处理适合于它们自己的指令集的任务(程 序)。因此，提出了具有两种指令集并且利用用于各个指令集的两个 解码器生成控制代码的多指令处理器，和用于通过软件或者转换器将 未处理的指令集转换成处理过的指令集的指令并且随后生成控制代 码的处理器(参见韩国专利NO.315739，韩国专利NO.327777，韩国 特许公开专利公开NO.2001-53241，韩国专利NO.270947，等等)。 然而，由于实际上要求两个指令解码器(ROM或PLA)，这些方法会 造成低效率和高成本。此外，在利用软件的情况下，用于解码指令的 时间如上所述至少成倍地增加。此外，这些方法不能进行诸如改变仅 仅一些要求的指令的含义(或者生成不同于原始控制代码的控制代 码)或者限制执行之类的各种修改。

同时，还提出了一种EISC(扩展指令集计算机)，其利用扩展 寄存器和扩展标志按要求增加了操作数的长度。然而，这种EISC仅 仅相对于同一OP代码改变了操作数的长度，所以它不能被认为是指 令集的真正改变。

因此，仍然存在对被构建成能够以较低成本和较高速度在实时 执行中校正或者改变指令集的计算机的需要，例如改变一些要求的指 令的含义或者添加指令。

发明内容

技术问题

本发明被设计成符合以上要求，因此本发明的目的就是提供具 有动态可变指令集的计算机，其能实时地改变指令集。

技术方案

为了实现以上目的，本发明提供了一种指令解码单元，其包括 用于解码基本指令的基本指令解码单元，和用于解码在实时执行期间 动态地改变的指令、并且生成对应于动态地改变的指令的(多个)控 制代码的动态解码单元。