[发明专利]一种用于处理器的扩展浮点运算指令执行方法及装置

说明书

本发明提供一种用于处理器的扩展浮点运算指令执行方法，包括下列步骤：1)取出扩展浮点运算指令，该指令中至少包括定点运算的操作数存放寄存器字段和定点运算结果存放位置字段；2)对扩展浮点运算进行译码，分解成对应于一系列微操作的控制信号；3)将步骤2)所得的控制信号派发至浮点寄存器、定点运算逻辑单元以及存放运算结果的目标寄存器；4)基于被派发的控制信号，处理器寻址到存放定点运算的操作数的浮点寄存器并将操作数取出；5)通过扩展路径将操作数从浮点寄存器传输到定点运算逻辑单元；6)定点运算逻辑单元将运算结果传输到扩展浮点运算指令中的运算结果存放位置。本发明还提供了相应的用于处理器的扩展浮点运算指令执行装置。

技术领域

本发明涉及微处理器的体系结构技术领域，具体地说，本发明涉及一种用于处理器的扩展浮点运算指令执行方法及装置。

背景技术

随着嵌入式系统，便携式系统，和用电池供电的系统的增加，对低功耗电子系统的需求日益增加。在这些系统中，微处理器是功耗较大的部分。而在微处理器中，寄存器文件又是主要的能耗单元之一。比如：Motorola的M.CORE架构，寄存器文件的功耗占整个处理器功耗的16％，占总个数据路径功耗的42％。现有技术中，已经提出过一些在工艺、RTL设计这些较低层次运用的低功耗技术，然而，这些技术减少静态功耗的效果有限。另一方面，研究者们还提出了高抽象层次低功耗方法，目前，高抽象层次低功耗方案主要是通过减少寄存器文件的读写次数的方法来减少动态功耗。例如，一种方案是：将寄存器文件划分成两个子寄存器文件，一个尺寸较小，功耗较低，访问次数较多；另一个尺寸较大，功耗较大，访问次数较少(可参考文献：Customization of register file banking architecture for lowpower.VLSID,2007)。又例如，另一种方案中，将部分(例如45％)的操作结果作为临时值通过前推电路来使用，而不存入寄存器文件中，这样就可以减少读写寄存器文件的次数，达到减小功耗的目的(可参考文献：Selective writeback:reducing register file pressureand energy consumption.IEEE Trans.on VLSI,2008)。

综上所述，目前已存在一些通过降低寄存器文件功耗来降低微处理器功耗的方法，但人们总是期待微处理器的性能更高、功耗更低，因此，当前迫切需要一种在保持或提高处理器性能的同时能够进一步降低处理器功耗的解决方案。

发明内容

因此，本发明的任务是提供一种在保持或提高处理器性能的同时能够进一步降低处理器功耗的解决方案。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于处理器的扩展浮点运算指令执行方法，包括下列步骤：

1)取出扩展浮点运算指令，所述扩展浮点运算指令中至少包括定点运算的操作数存放寄存器字段和定点运算结果存放位置字段；

2)对所述扩展浮点运算进行译码，将扩展浮点指令分解成对应于一系列微操作的控制信号；

3)将步骤2)所得的控制信号派发至浮点寄存器、定点运算逻辑单元以及存放运算结果的目标寄存器；

4)基于被派发的控制信号，处理器寻址到存放定点运算的操作数的浮点寄存器并将操作数取出；

5)基于被派发的控制信号，通过扩展路径将操作数从浮点寄存器传输到定点运算逻辑单元；

6)基于被派发的控制信号，定点运算逻辑单元将运算结果传输到扩展浮点运算指令中的运算结果存放位置。

其中，所述步骤2)中，所述的对应于一系列微操作的控制信号被配置为：使得当浮点运算不使能的状态下，浮点寄存器中的数据能够被作为操作数读取。