[发明专利]一种低功耗流水线的实现方法

权利要求书

1.一种低功耗流水线的实现方法，其特征是具体步骤如下：

①建立新型流水线，从流水线输入端建立流水线第1级直至流水线第n级的流水线输出端，逐级流水线电路相连，且跨级流水线电路也互相连通，每级流水线内设寄存器数据指针，流水线外设寄存器堆栈，寄存器堆栈按照流水线级数内的寄存器数据指针进行分组，根据流水线级数多少，对应设有多少组寄存器在寄存器堆栈中；

②每级流水线内构建流水线主控单元，使用流水线主控单元读取本级流水线需要处理的数据，以及将本级寄存器修改的数据内容输出到寄存器堆栈，并给出寄存器堆栈需要写入的寄存器数据指针，以及给出下一级流水线主控单元和寄存器堆栈需要读出的寄存器数据指针；

③寄存器堆栈设数据指针管理单元，将每个寄存器组的数据与每级流水线的数据以及读写指针进行动态桥接管理，每一组数据进入到流水线中，需要在寄存器堆栈中占用一组寄存器，最后一级流水线输出后，对应在寄存器堆栈相应寄存器数据指针中的数据失效，此指针与对应的寄存器组提供给新进入流水线的数据使用；每一级流水线只更新本级流水线修改的数据到寄存器堆栈中；每一级流水线主控单元根据本级处理决定输出到下级流水线主控单元的数据，将其寄存器数据指针同时送至寄存器堆栈和下一级主控单元。

2.根据权利要求1所述的一种低功耗流水线的实现方法，其特征是将各级流水线主控单元的写入数据线与对应写入寄存器数据指针所指定寄存器组的输入数据接口相连接，各级流水线的读出数据线与对应读出寄存器数据指针所指定的寄存器组的输出数据接口相连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种低功耗流水线的实现方法，其特征是所述的数据从进入到流水线，到从最后一级流水线输出的过程为：数据进入流水线第1级时，寄存器堆栈的数据指针管理单元分配了一个固定指针用于存储数据，在流水线1处理完成后，将更新的数据写入分配的固定指针中，同时将指针锁存给第2级流水线使用；第2级流水线根据从第一级流水线锁存的指针数值，选取寄存器堆栈中对应指针的寄存器组数据作为输入数据，进行数据处理后，同样是将数据写入此指针指定的寄存器堆栈组中去；以后每一级流水线更新数据都是写入寄存器堆栈的同一组数据中去，直到最后一级流水线处理完成后直接输出最终处理结果。

4.一种低功耗流水线系统，应用于权利要求1或2或3所述的一种低功耗流水线的实现方法，其特征是包括流水线输入、输出端，各级流水线，流水线电路，寄存器堆栈；各级流水线通过流水线电路逐级以及跨级连接，并连接到寄存器堆栈；

各级流水线内分别设有流水线主控单元和寄存器数据指针，流水线主控单元负责读取本级流水线需要处理的数据，以及将本级寄存器修改的数据内容输出到寄存器堆栈，并给出寄存器堆栈需要写入的寄存器数据指针，以及给出下一级流水线主控单元和寄存器堆栈需要读出的寄存器数据指针；

寄存器堆栈内设数据指针管理单元，根据流水线级数多少，对应设有多少组寄存器在寄存器堆栈中；数据指针管理单元负责将每个寄存器组的数据与每级流水线的数据以及读写指针进行动态桥接管理。

5.根据权利要求4所述的一种低功耗流水线系统，其特征是所述的各级流水线主控单元的写入数据线与对应写入寄存器数据指针所指定寄存器组的输入数据接口相连接，各级流水线的读出数据线与对应读出寄存器数据指针所指定的寄存器组的输出数据接口相连接。