[发明专利]高性能指令缓存系统和方法

权利要求书

1.一种用于辅助处理器核运行的方法，所述处理器核连接一个包含可执行指令的第一存储器、一个比第一存储器速度更快的第二存储器和一个比第二存储器速度更快的第三存储器；所述方法包括：

对正被从第二存储器填充到第三存储器的指令进行审查，从而提取出至少包括分支信息的指令信息；

根据提取出的指令信息建立复数条轨道；

根据复数条指令轨道中的一条或多条轨道将至少一条或多条指令可能被处理器核执行的指令从第一存储器填充到第二存储器；

根据复数条指令轨道中的一条或多条轨道将至少一条或多条指令在被处理器核执行前从第二存储器填充到第三存储器，使得处理器核能从第三存储器获取所述至少一条或多条指令。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于将所述轨道与第三存储器中的指令块一一对应。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于第二存储器和第三存储器均可以有输出寄存器，使得在保持输出值不变的情况下能进行新的存储器寻址。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以由扫描器对目标指令的地址进行判断，从而确定该目标指令是否属于第三存储器中的某个指令块。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于轨道表表项的格式包括指令类型、第一地址和第二地址，结束轨迹点对应的表项格式包括指令类型、第一地址，结束轨迹点对应的第二地址为常数。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以在轨道表外增加一个临时寄存器行用于存放正被建立的轨道的信息，使得整条轨道可以在建立完成后被一起写入轨道表。

7.根据权利要求1所述方法，其特征在于同一条轨道中的所有指令类型可以被一次读出。

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于循迹器根据读出轨道中的指令类型，将读指针移动到当前指令后的第一条分支指令对应的轨迹点。

9.根据权利要求1所述方法，其特征在于将最后更新间接分支指令中基地址寄存器值的指令与该间接分支指令之间的距离记录在轨道表中该间接分支指令对应的表项中，以确定该基地址寄存器更新完毕的时间点。

10.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以有一个对应轨道表中轨道块号与指令读缓冲中指令块地址的微型主动表。

11.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以用计数器记录主动表中块号被轨道表引用的次数，使得当前被轨道表引用的块号不会被替换出主动表。

12.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以对轨道表进行扫描，一旦发现有对主动表块号的引用就将主动表对应块号的标志位置位；同时依次将主动表中各个块号的标志位复位，从而用已置位的标志位表示当前被轨道表引用的块号，使之不会被替换出主动表。

13.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以由第三存储器提供当前指令块。

14.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以由第三存储器提供下一指令块。

15.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以由第三存储器或第二存储器提供目标指令块。

16.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以由第三存储器提供当前指令块，且同时由第二存储器提供目标指令块

17.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以通过匹配，在第三存储器中同时找到当前指令块和下一指令块。

18.根据权利要求1所述方法，其特征在于可以通过匹配，在第三存储器中同时找到当前指令块、下一指令块和目标指令块。

19.根据权利要求17所述方法，其特征在于可以根据指令地址的部分位，从当前指令块和下一指令块中找到所需指令。