[发明专利]流水线微处理器的中断响应确定方法、装置及微处理器核

权利要求书

1.一种流水线微处理器的中断响应延迟确定方法，所述流水线包括：取指级、译码级和指令发射级，其特征在于，该方法包括：

当所述微处理器接收到外部中断信号时，阻止新指令的发射，且对处于流水线中的第一条待执行指令标记中断标识；

当检测到流水线中的指令存在中断标识时，清空处理器流水线且触发处理器内部的中断响应。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置存储待发射和执行指令的重定序排列，此时，所述的流水线中第一条待执行指令具体是：

当重定序排列中存在指令时，第一条尚未发射的指令、或已经发射但尚未执行并将改变微处理器状态的指令；

当重定序排列中不存在指令、但译码或者取指流水级存在指令时，沿着流水线从译码或者取指流水级中进入重定序状态的第一条指令；

当重定序流水级不存在指令、但译码流水级没有指令且取指流水级发生cache不命中时，生成沿着流水线进入重定序流水级的第一条伪指令。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一条已经发射、但尚未执行的指令是这样确定的：

判断重定序排列中的已经发射的指令是否是将产生修改微处理器状态的指令；

对于重定序排列中的所有修改微处理器状态但是未执行的指令，按照年龄从大到小的顺序进行筛选，选定年龄最大的指令作为第一条尚未执行的指令。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法还包括：

当已经发射的指令为不修改微处理器状态的指令时，继续在外部执行该指令；

当已经发射但未执行的指令为修改微处理器状态的指令时，中止该指令在外部执行。

5.如权利要求1所述的方法。其特征在于，所述外部中断信号是与微处理器内部时钟同步的信号。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，检测待执行指令中是否存在中断标识是在每一拍提交指令时。

当待执行指令中存在中断标识和非中断标识时，只根据中断标识触发中断标识。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：触发处理器内部的中断响应时，清除指令上的中断标志。

8.一种流水线微处理器的中断响应延迟确定装置，所述流水线包括：

取指模块，用于取出指令；

译码模块，用于对所取出的指令进行译码，并按照指令在程序中出现的先后次序将译码后的指令提供给指令发射模块；

指令发射模块，用于存储译码后待发射的指令，并按序发射至外部执行模块；

其特征在于，该装置还包括：中断采样模块、中断绑定模块和中断触发模块，其中，

中断采样模块，用于采集与微处理器内部时钟同步的外部中断信号，并将该信号提供给中断绑定模块，且向指令发射模块发送指令停止发射信号；

中断绑定模块，用于对处于流水线中的第一条待执行指令标记中断标识；

中断触发模块，用于检测到流水线中的指令存在中断标识时，触发处理器内部的中断响应；

此外，所述指令发射模块，还用于在接收到指令停止发射信号后，停止信号的发射。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置进一步地包括：重定序模块，用于存储重新排序的待发射和执行指令及所述指令的状态标识；此时，所述中断绑定模块确定处于流水线中第一条待执行的指令包括：

判定重定序模块中存在指令时，将其中第一条尚未发射的指令、或已经发射但尚未执行并将改变微处理器状态的指令作为第一条待执行的指令；

判定重定序模块中不存在指令、但译码装置或者取指装置中存在指令时，将从沿流水线进入重定序模块的指令作为第一条待执行的指令；

判定重定序模块中不存在指令、但译码装置没有指令且取指装置发生cache不命中时，将生成沿着流水线进入重定序模块的伪指令作为第一条待执行的指令。