[发明专利]用于执行重新排列操作的设备及方法

说明书

本发明提供一种用于随着数据元素在内存与向量寄存器之间移动而执行向量重新排列操作的设备及方法。该设备具有用于执行由程序指令序列规定的操作的处理电路及一组向量寄存器，其中各个向量寄存器被布置以存储包含多个数据元素的向量。该处理电路包括存取电路，用以在内存与该组的多个向量寄存器之间移动数据元素并且随着移动这些数据元素执行重新排列操作使得这些数据元素在该内存中以第一组织排列并在这些向量寄存器中以第二不同组织排列。解码电路被布置以响应于在该程序指令序列内的一组重新排列指令以产生控制信号来控制通过该处理电路执行各个重新排列指令。该组中各个重新排列指令定义数据元素存取模式，该模式不同于由该组中各个其他重新排列指令定义的数据元素存取模式，并且导致该存取电路存取在该重新排列操作中所涉及的这些多个向量寄存器中的一个以上向量寄存器。经由该方法，由于该处理电路执行该组中全部重新排列指令，该存取电路执行该重新排列操作。使用此组重新排列指令可使得通过在该设备内降低停滞有效执行重新排列操作，若响应于执行单个指令实施待执行以实施该重新排列操作的全部所需步骤，则可发生该停滞。

技术领域

本技术涉及数据处理领域，并且更具体地，涉及向量指令的处理以便随着数据元素在内存与一组向量寄存器之间移动执行重新排列操作。

背景技术

一些数据处理系统支持向量指令的处理，对于这些向量指令，指令的源操作数或结果值是包含多个数据元素的向量。通过支持响应于单个指令处理多个不同数据元素，代码密度可经改进并且获取及解码指令的额外负担可降低。可通过将数据值加载到向量操作数的各自元素并且使用单个向量指令一次处理若干元素的数据值来更有效处理待处理的数据值的数组。

已知提供向量加载及存储指令，当将这些指令从内存加载到向量寄存器或从向量寄存器存储回内存也可执行数据元素的重新排列。这些重新排列操作是有用的，因为存在多种情况，其中数据以与在向量寄存器内需要以实现有效向量处理的组织方式不同的形式在内存中组织。例如，存在众多情形，其中在内存中的数据经交织并且在处理器中需要以去交织形式处理该数据。此数据的一些示例包括多信道音频数据、RGBA影像数据及复数。

然而，各个这种向量加载或存储指令表示大量计算。例如，已知类型的向量加载指令可从内存加载512位数据，并且填充四个全部向量寄存器，各自由128位。在小的有序核心上，这意味该指令可停滞若干周期。这可因此导致性能问题。此外，这些性能影响可在某些类型处理器排列中加剧。例如，在允许重叠执行内存与算术操作的处理器中，任何内存相关的停滞可表示错失执行算术操作的机会，因此加剧性能问题。

因此期望提供用于在内存与向量寄存器之间在任一方向中移动数据时而执行这些重新排列操作的经改进机制。

发明内容

在一个示例配置中，提供一种设备，其包含：处理电路，用以执行由程序指令序列规定的操作；一组向量寄存器，各个向量寄存器被布置以存储包含多个数据元素的向量；该处理电路包含存取电路，该存取电路用以在内存与该组向量寄存器中的多个向量寄存器之间移动数据元素并且用于随着移动数据元素执行重新排列操作，使得这些数据元素在该内存中以第一组织排列并且在这些向量寄存器中以不同于第一组织的第二组织排列；以及解码电路，其被布置以响应于在该程序指令序列中的一组重新排列指令而解码该组重新排列指令以产生控制信号来控制通过该处理电路执行各个重新排列指令，该组中各个重新排列指令定义数据元素存取模式，该模式不同于由该组中各个其他重新排列指令定义的数据元素存取模式并且导致该存取电路存取这些多个向量寄存器的一个以上向量寄存器，其中由于该处理电路执行该组中全部重新排列指令，该存取电路被布置以执行该重新排列操作。