[发明专利]一种循环缓冲装置以及循环缓冲方法

权利要求书

1.一种循环缓冲装置，所述循环缓冲装置包括循环检测与装载控制模块、状态控制器和数据存储器，所述循环检测与装载控制模块和所述状态控制器相连，所述状态控制器与所述数据存储器相连，其特征在于：

所述循环检测与装载控制模块，用于接收输入信号，所述输入信号包括分支偏移高位、分支指令地址、分支目标地址和取指地址，以及用于在有效循环分支指令第二次执行且第一次执行与第二次执行期间没有执行其他的分支指令时将装载控制信号置为有效，以及在有效循环分支指令第三次执行且第二次执行与第三次执行期间没有执行其他的分支指令时将装载完成信号置为有效，以及在所述取指地址处于所述数据存储器中循环体地址范围内时将跳入循环信号置为有效，以及在所述取指地址不处于所述数据存储器中循环体地址范围内时将跳出循环信号置为有效；

所述状态控制器，用于：

在空闲状态下，控制处理器内核从指令高速缓冲存储器中读取指令，以及在检测到所述循环检测与装载控制模块输出的装载控制信号有效时，将状态转换到装载状态，在检测到所述循环检测与装载控制模块输出的跳入循环信号有效时，将状态转换到工作状态；

在装载状态下，控制处理器内核从指令高速缓冲存储器中读取指令，将从指令高速缓冲存储器中返回的指令发送给处理器内核的同时写入所述数据存储器中，以及在检测到所述循环检测与装载控制模块输出的装载完成信号有效时，将状态转换到工作状态；

在工作状态下，控制处理器内核从所述数据存储器中读取指令，在检测到所述循环检测与装载控制模块输出的跳出循环信号有效时，将状态转换到空闲状态。

2.根据权利要求1所述的循环缓冲装置，其特征在于，所述循环检测与装载控制模块包括第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器、第一比较单元、第二比较单元、第三比较单元、第四比较单元、第五比较单元和分支计数器，其中：

所述第一寄存器，用于存储有效循环分支指令地址；

所述第二寄存器，用于存储所述数据存储器中循环首地址；

所述第三寄存器，用于存储所述数据存储器中循环尾地址；

所述第一比较单元，用于判断所述分支偏移高位是否全为1，并将判断结果发送给所述第二比较单元；

所述第二比较单元，用于判断所述分支指令地址是否与所述第一寄存器的值相等，并将判断结果发送给所述分支计数器；

所述第三比较单元，用于判断所述分支计数器输出是否为1，若是，则输出的装载控制信号有效；

所述第四比较单元，用于判断所述分支计数器输出是否为2，若是，则输出的装载完成信号有效；

所述第五比较单元，用于判断所述取指地址是否处于所述第二寄存器的值与所述第三寄存器的值之间，若是，则输出的跳入循环信号有效；若不是，则输出的跳出循环信号有效；

所述分支计数器，用于记录所述分支指令地址连续命中所述第一寄存器的次数，所述命中是指所述分支指令地址与所述第一寄存器的值相等。

3.根据权利要求1或2所述的循环缓冲装置，其特征在于，所述循环检测与装载控制模块在装载完成信号有效时将所述分支目标地址作为所述数据存储器中循环首地址写入所述第二寄存器中，将所述分支指令地址作为所述数据存储器中循环尾地址写入所述第三寄存器中。

4.根据权利要求1或2所述的循环缓冲装置，其特征在于，所述有效循环分支指令是指所述分支偏移高位全为1的分支指令。

5.根据权利要求1或2所述的循环缓冲装置，其特征在于，所述分支偏移高位的位宽根据分支偏移量的位宽和指令高速缓冲存储器的容量来确定。