[发明专利]向量交叉多线程处理方法及向量交叉多线程微处理器

权利要求书

1. 一种向量交叉多线程处理方法，其特征在于包括以下步骤：

1）读取指令：多线程取指部件以轮转方式从N个向量线程中选择一个向量线程进行指令读取，并将读取得到的指令存储在所述向量线程对应的指令缓冲队列中；

2）线程选择：线程调度部件从N个指令缓冲队列中选择一个指令缓冲队列，并从所述指令缓冲队列中取出一个指令进行译码；

3）执行指令：将译码后的指令送入向量执行流水线或标量执行流水线进行执行。

2. 根据权利要求1所述的向量交叉多线程处理方法，其特征在于，所述N=2ⁿ，其中n=1、2、3……。

3. 根据权利要求1所述的向量交叉多线程处理方法，其特征在于，所述步骤3），具体包括以下步骤：

3.1）操作数选择：根据所述译码后的指令的内容，访问向量寄存器文件单元或标量寄存器文件单元获得源操作数，并将获得的源操作数传递到相应的向量执行部件或标量执行部件；

3.2）指令执行：所述向量执行部件或标量执行部件根据所述源操作数进行执行运算，执行运算的结果分别写回向量寄存器文件单元或标量寄存器文件单元。

4. 根据权利要求1或2或3所述的向量交叉多线程处理方法，其特征在于，所述指令为标量指令或向量指令，所述向量指令包括以下类别： 

ⅰ.向量访存指令，包括：

A. 向量加载指令：

vload vA rB，以标量寄存器rB中的数值作为地址，将数据读入向量寄存器vA；

vload vA rB imm，以标量寄存器rB中的值加上立即数imm作为地址，将数据读入向量寄存器vA；

vload vA imm，以立即数imm作为地址，将数据读入向量寄存器vA；

B. 向量保存指令：

vstore vA rB imm，以标量寄存器rB中的数值加上立即数imm作为地址，将数据从向量寄存器vA写入主存；

vstore vA imm，以立即数imm作为地址，将数据从向量寄存器vA写入主存；

vstore vA rB，以标量寄存器rB中的数值作为地址，将数据从向量寄存器vA写入主存；

ⅱ. 向量/标量数据传递指令，包括：

C. vtos vA rB idx，将向量寄存器vA中的第idx个单元送入标量寄存器rB；

D. stov vA rB，将标量寄存器rB中的值复制四份，送入向量寄存器vA；

ⅲ. 向量算术逻辑运算指令，包括：

E. vvvop vD vA vB，将向量寄存器vA和vB中对应的单元做某种算术逻辑运算op，结果写入向量寄存器vD；

F. vvsop rD vA vB，将向量寄存器vA和vB中所有的单元做某种算术逻辑运算op，结果写入标量寄存器rD；

G. vsvop vD vA rB，将向量寄存器vA中的所有单元和标量寄存器rB做某种算术逻辑运算op，结果写入向量寄存器vD；

H. vssop rD vA rB，将向量寄存器vA中的所有单元和标量寄存器rB做某种算术逻辑运算op，结果写入标量寄存器rD； 

ⅳ.向量浮点运算指令，包括两类：

E. vvvfop vD vA vB，将向量寄存器vA和vB中对应的单元做某种浮点运算fop，结果写入向量寄存器vD； 

G. vsvfop vD vA rB，将向量寄存器vA中的所有单元和标量寄存器rB做某种浮点运算fop，结果写入向量寄存器vD；

Ⅴ. 向量混洗指令，vshuffle vC vB rA, 依据标量寄存器rA的值，将向量寄存器vB的各个单元重新排序并写入向量寄存器vC。