[发明专利]用于向量整数乘加指令的功能单元

说明书

发明领域

本发明领域一般地涉及计算机系统，并且尤其涉及用于执行向量乘加指令以及使用逻辑块的其它指令的处理器体系结构，其中该逻辑块用于计算向量乘加结果。

背景技术

两种类型的处理器体系结构在计算机科学领域中被广泛认知：“标量”和“向量”。标量处理器被设计成执行对单个数据集进行操作的指令，然而向量处理器被设计成执行对多个数据集进行操作的指令。图1A和图1B示出比较示例，展示了标量处理器和向量处理器之间的基本差异。

图1A示出标量AND（与）指令的示例，其中对单个操作数集（A和B）进行与操作（ANDed）以产生单个（或“标量”）结果C（即，AB=C）。相比之下，图1B示出向量AND指令的示例，其中两个操作数集A/B和D/E分别被并行地进行与操作以同时产生向量结果C和F（即，A.AND.B=C和D.AND.E=F）。

如本领域所公知的，通常输入操作数和输出结果两者均存储在专用寄存器中。例如，许多指令将具有两个输入操作数。因此，两个不同的输入寄存器将被用于临时存储相应输入操作数。此外，这些相同指令将产生输出值，该输出值将被临时存储在第三（结果）寄存器中。在图1A和图1B中观察到相应输入101a,b和102a,b以及结果寄存器103a,b。显著地，“标量”对比“向量”特征是容易区分的。

即，观察到，图1A的标量设计的输入寄存器101a和102a仅仅保存标量值（分别为A和B）。同样，还观察到，图1A的标量设计的结果寄存器103a仅保存标量值（C）。相比之下，观察到，图1B的向量系统的输入寄存器101b和102b保存向量（在寄存器101b中保存A、D，以及在寄存器102b中保存B、E）。同样，还观察到图1B的向量系统的结果寄存器103a保存向量值（C、F）。就术语而言，图1B的向量系统的寄存器101b、102b和103b中的每一个的内容可被整体地称为“向量”，并且向量内的各个标量值中的每一个可被称为“元素”。因此，例如，观察到，寄存器101b存储“向量”A、D，“向量”A、D由“元素”A和“元素”D组成。

已知只有标量或SIMD乘法操作已在半导体芯片处理器中被实际地实现为单个处理器指令。已知已在半导体芯片处理器中实现的标量或SIMD乘法指令包括“乘”指令（MUL）和“乘高”指令（MULH），其中“乘”指令提供两个整数输入操作数的乘积的低阶位，而“乘高”指令提供标量整数乘法操作的高阶位。

已知已在半导体处理器芯片中被实现为标量或SIMD指令的其它指令包括“前导零计数”CLZ指令、“尾随零计数”指令CTZ、以及“计数”指令CNT。标量CLZ指令接收标量输入A并返回在A中最高阶1之前的A中0的数量（例如，如果A=1000，则CLZ的结果=0；如果A=0100，则CLZ的结果=1；如果A=0010，则CLZ的结果=2；等等）。标量CTZ指令接收标量输入A并返回在A中最低阶1之后的A中0的数量（例如，如果A=1000，则CTZ的结果=3；如果A=0100，则CTZ的结果=2；如果A=0010，则CTZ的结果=1；等等）。标量CNT指令接收标量输入A并返回A中的1的数量（例如，如果A=1011，则CLZ的结果=3；如果A=1001，则CLZ的结果=2；如果A=0010，则CLZ的结果=1；等等）。

附图说明

本发明在附图中作为示例而非限制地示出，其中类似的附图标记指示相似的元件，附图中：

图1a和图1b示出标量和向量逻辑操作；

图2示出向量乘加功能单元；

图3示出可用于图2的功能单元200_1至200_N中的每一个的电子功能单元的实施例；

图4a示出向量浮点乘加操作；

图4b示出向量整数浮点操作；

图5示出图3的功能单元的实施例，该功能单元具有用于执行前导零、尾随零、操作数1计数以及奇偶指令的扩展逻辑；

图6a到图6d分别示出以下指令的执行：前导零确定、尾随零确定、操作数1计数以及操作数奇偶确定；

图7示出半导体处理器的示图；

图8示出计算系统的示图。

具体实施方式