[发明专利]一种用于低功耗处理器的加快条件跳转执行的装置

权利要求书

1.一种用于低功耗处理器的加快条件跳转执行的装置，其特征在于：所述装置包括：

流水线逻辑控制模块，用于处理器在执行条件跳转指令时对操作数准备模块，条件跳转执行模块，算术逻辑运算模块，C标志位专用运算模块，C标志位寄存器，C标志位选择模块和寄存器组读写控制模块的控制及数据的处理，感知处理器所处状态并对指令流进行译码，将译码后信息输出给操作数准备模块和C标志位选择模块，最后根据C标志位选择模块输出的C标志位无效信息堵塞流水线；

操作数准备模块，用于接受流水线逻辑控制模块的控制，通过流水线逻辑控制模块输入的指令流译码信息，相应地提供给算术逻辑运算模块和C标志位专用运算模块所需的操作数；

条件跳转执行模块，用于接受流水线逻辑控制模块的控制，从C标志位选择模块中得到所需的C标志位数据，并根据不同指令类型判定是否需要跳转，最终完成条件跳转指令的执行；

算术逻辑运算模块，用于接受流水线逻辑控制模块的控制，从操作数准备逻辑模块中得到所需的运算操作数，针对所有的算数运算、逻辑运算等运算进行操作并得到操作结果，所述操作结果包括C标志位结果，然后输出给寄存器组读写控制模块和C标志位寄存器，用于寄存器的回写；

C标志位专用运算模块，用于接受流水线逻辑控制模块的控制，该模块仅仅实现结果中包含C标志位的指令所对应的执行逻辑，从操作数准备逻辑模块中得到所需的运算操作数，只用于计算C标志位，并将所得的C标志位直通给C标志位选择模块；

C标志位寄存器，用于接受流水线逻辑控制模块的控制，存储算数逻辑运算模块中计算得到的C标志位结果，并将该C标志位寄存器的值直通给C标志位选择模块；

C标志位选择模块，用于接受流水线逻辑控制模块的控制，根据流水线逻辑控制模块中得到的指令流信息，从C标志位专用运算模块或者C标志位寄存器中选通一路，将选通的C标志位提供给条件跳转执行模块；

寄存器组读写控制模块，用于接受流水线逻辑控制模块的控制，控制除C标志位外的指令运算结果的回写，并根据算术逻辑运算模块的请求读出相应的寄存器数据。

2.如权利要求1所述的用于低功耗处理器的加快条件跳转执行的装置，其特征在于：所述流水线逻辑控制模块中，实时监测流水线状态，根据条件跳转指令所处的指令流，向C标志位选择模块输出不同的指令流信息，该指令流信息分为三种情形：

情形一为当前跳转指令和之前的指令没有数据相关性；

情形二为当前跳转指令和之前指令存在数据相关性，而且C标志位的运算操作数不来自片外的内存读取结果；

情形三为当前跳转指令和之前指令存在数据相关性，而且C标志位的运算操作数来自片外的内存读取结果。

3.如权利要求1或2所述的用于低功耗处理器的加快条件跳转执行的装置，其特征在于：所述操作数准备模块中，提供给算术逻辑运算模块计算所需的操作数，该操作数来源包含从流水线后级直通的从片外存储器取回的值，并且算术逻辑运算模块计算得到的C标志位结果只用于回写C标志位寄存器，不能直通给C标志位选择模块；

提供给C标志位专用运算模块所需的操作数，该操作数来源除了不包含从片外存储器取回的值之外，其余均与算术逻辑运算模块相同，并且C标志位专用运算模块计算得到的C标志位结果只用于直通给C标志位选择模块。

4.如权利要求1或2所述的用于低功耗处理器的加快条件跳转执行的装置，其特征在于：所述C标志位专用运算模块中，仅实现运算结果包含C标志位的指令集合，进一步仅实现该指令集合中产生C标志位的运算逻辑。

5.如权利要求2所述的用于低功耗处理器的加快条件跳转执行的装置，其特征在于：所述C标志位选择模块中，根据流水线逻辑控制模块提供的指令流信息选择不同来源的C标志位提供给条件跳转执行模块，具体根据三种不同情形的指令流信息进行判定，对于情形一，C标志位选择模块选择C标志位寄存器中的值，对于情形二和情形三，C标志位选择模块均选择C标志位专用运算模块产生的C位运算结果。

6.如权利要求2所述的用于低功耗处理器的加快条件跳转执行的装置，其特征在于：所述C标志位选择模块中，在选择C标志位的同时会根据流水线逻辑控制模块输入的指令流信息判断给出的C标志位结果是否出错，若流水线中出现情形三所示的指令流，则C标志位选择模块将其输出的C标志位信息标识为错误，并通知流水线逻辑控制模块堵住流水线，直到该情形三的指令流从流水线中消失。