[发明专利]用于片上多核并发多线程处理器的指令包及其操作方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机技术领域，涉及一种用于片上多核并发多线程处理器的指令包及其操作方法。

背景技术

一般来说，程序都是串行执行的，为提高串行程序的运行速度，需要对该程序运行速度较慢的瓶颈部分，做并行计算的优化。也就是说，一个原本的串行程序，在经过并行计算的优化后，会变成一个串行并行混合的程序。

为执行以上所描述的串行并行混合的程序，目前主流的台式机系统是这样组成的，如图1所示。可以看出，该系统需要至少1个CPU，和至少1个GPGPU。这种配置对于嵌入式系统来说，存在功耗高、成本高的缺点。

发明内容

为克服现有技术中存在的上述缺点，本发明采用一种创新的硬件系统，该系统只需要1个片上多核处理器，该处理器可以取代CPU，和GPGPU的功能。该片上多核处理器是在一个芯片内，集成了多个结构和功能一样的处理器核，这种系统也称为同构多核系统。并且，每个处理器核本身都是一个并发多线程处理器(Simultaneous multithreading)，可用于片上多核并发多线程处理器，实现对多个处理器核的多个硬件线程的开启、关闭等控制功能。

为执行以上所描述的串行并行混合的程序，该片上多核处理器需要支持这样一种应用场合。在该应用场合中，需要至少1个线程作为主线程，该主线程执行程序中的串行控制部分，用来取代台式机系统中的CPU的功能；需要多个线程作为分支线程，这些分支线程执行程序中的并行计算部分，用来取代台式机系统中的GPGPU的功能。

本发明提出一种用于片上多核并发多线程处理器的指令包，可以让片上多核处理器支持上述的应用场合。

其技术方案为：

一种用于片上多核并发多线程处理器的指令包，由包体、包尾组成，

所述包体由多条指令组成，所述指令是普通指令；

所述包尾由多条指令组成，所述指令是特殊指令，包括当前线程条件唤醒指令、目标线程PC指令、目标线程激活指令、当前线程休眠指令。

所述指令包还包括包头。

所述当前线程休眠指令为1条。

一种本发明所述的指令包的操作方法，包括以下步骤：

1)主线程运行；

2)主线程激活分支线程，然后，主线程休眠；

3)分支线程运行；

4)分支线程休眠，由于分支线程的休眠，主线程会被条件唤醒。

步骤2)中所述指令包的包尾的组成为：

当前线程条件唤醒指令：1条或多条

目标线程PC指令：1条或多条

目标线程激活指令：1条或多条

当前线程休眠指令：1条。

步骤4)中所述指令包的包尾的组成为：

当前线程条件唤醒指令：0条

目标线程PC指令：0条

目标线程激活指令：0条

当前线程休眠指令：1条。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明采用一种创新的硬件系统，该系统只需要1个片上多核处理器，该处理器可以取代CPU，和GPGPU的功能。该片上多核处理器是在一个芯片内，集成了多个结构和功能一样的处理器核，这种系统也称为同构多核系统。并且，每个处理器核本身都是一个并发多线程处理器(Simultaneous multithreading)，可用于片上多核并发多线程处理器，实现对多个处理器核的多个硬件线程的开启、关闭等控制功能。本发明的技术方案具有功耗低、成本低的优点。

附图说明

图1CPU+GPGPU的台式机系统的组成示意图；

图2本发明使用的片上多核并发多线程处理器系统的组成示意图；

图3指令包的结构图；

图4当前线程条件唤醒指令示意图，其中：Opcode：操作码，CID：处理器核的ID号，TID：由CID指向的处理器核的线程ID号，Reserve：保留位；

图5目标线程PC指令示意图，其中Opcode：操作码，ADDR：地址；

图6目标线程激活指令示意图，其中Opcode：操作码，CID：处理器核的ID号，TID：由CID指向的处理器核的线程ID号，Reserve：保留位；

图7当前线程休眠指令示意图，其中Opcode：操作码，Reserve：保留位；

图8主线程、分支线程运行示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细地说明。