[发明专利]一种处理器的环回结构及数据环回处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及处理器的架构设计领域，尤其涉及一种处理器的环回结构及数据环回处理方法。

背景技术

处理器是芯片中的核心部件，处理器的效率以及功耗在很大程度上影响着整个芯片的效率和功耗，因此在处理器架构的设计中，需要考虑如何提高处理器的效率和降低处理器的功耗。

如图1所示，在传统的处理器架构中，提供以下三个数据通道：

通道一：经由“内存→数据读取单元→寄存器文件单元”的数据通道；

通道二：经由“寄存器文件单元→运算单元→寄存器文件单元”的数据通道，该通道也称前门通道；

通道三：经由“寄存器文件单元→数据存储单元→内存”的数据通道。

在传统的处理器架构中，运算开始之前首先要由数据读取单元将内存中的操作数读入到寄存器文件单元中；然后运算单元从寄存器文件单元中读取操作数开始运算，并将运算结果写回到寄存器文件单元中；最后数据存储单元从寄存器文件单元中读出运算结果，并将运算结果存储到内存中。

在传统的处理器架构下，数据运算虽然可以在“寄存器文件单元→运算单元→寄存器文件单元”构成的前门通道内反复循环，但是，运算单元只能进行算数逻辑运算，而不能进行数据读取单元和数据存储单元提供的特殊的数据变换(例如数据的旋转移位等)。因此，如果要进行数据读取单元和数据存储单元提供的特殊的数据变换，处理器就必须将数据写回到内存中，然后再从内存中读回来。由于对内存的操作是会消耗处理器的功耗及时间的，因此在这种情况下，如果处理器频繁的对内存进行读写，会对整个处理器的效率和功耗造成很大影响。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种处理器的环回结构及数据环回处理方法，以提高处理器的效率、降低处理器的功耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种处理器的环回结构，包括：寄存器文件单元、数据存储单元、数据读取单元，其中，

所述寄存器文件单元，用于为所述数据存储单元和数据读取单元提供数据的读写服务；

所述数据存储单元，连接所述寄存器文件单元，用于从所述寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到所述数据读取单元；

所述数据读取单元，连接所述寄存器文件单元和数据存储单元，用于对所述数据存储单元反馈的数据进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到所述寄存器文件单元中。

所述数据存储单元和数据读取单元之间连接有数据运算和变换单元，

所述数据运算和变换单元，用于对所述数据存储单元反馈的数据进一步进行运算和变换处理后提供给所述数据读取单元。

所述数据存储单元进一步用于，在处理从所述读口读取的数据时，屏蔽自身对处理器的内存操作。

所述环回结构还包括：运算单元，连接所述寄存器文件单元，用于从所述寄存器文件单元读取源操作数，并根据源操作数进行数据运算，将得到的运算结果写入所述寄存器文件单元中。

所述数据存储单元进一步用于，从所述寄存器文件单元的读口读取所述源操作数的运算结果，并对读取的运算结果进行数据变换后反馈到所述数据读取单元；

相应的，所述数据读取单元进一步用于，对所述数据存储单元反馈的运算结果进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到所述寄存器文件单元中。

所述数据变换为数据的旋转移位操作。

本发明还提供了一种处理器的数据环回处理方法，该方法包括：

数据存储单元从寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到数据读取单元；

数据读取单元对数据存储单元反馈的数据进行变换后，通过寄存器文件单元的写口写入到寄存器文件单元中。

该方法进一步包括：

所述数据存储单元和数据读取单元之间连接有数据运算和变换单元，所述数据运算和变换单元对所述数据存储单元反馈的数据进一步进行运算和变换处理后提供给所述数据读取单元。

该方法进一步包括：

所述数据存储单元在处理从所述读口读取的数据时，屏蔽自身对处理器的内存操作。

该方法进一步包括：

连接所述寄存器文件单元的运算单元从所述寄存器文件单元读取源操作数，并根据源操作数进行数据运算，将得到的运算结果写入所述寄存器文件单元中。

该方法进一步包括：

所述数据存储单元从寄存器文件单元的读口读取所述源操作数的运算结果，并对读取的运算结果进行数据变换后反馈到所述数据读取单元；