[发明专利]处理器架构

说明书

一种包括控制单元(3)和多个处理单元(5)的处理器(1)，所述多个处理单元根据由所述控制单元从以下架构中的至少两个以及以下架构的组合中动态施加的操作架构相互作用：‑单指令多数据(SIMD)流架构，‑多指令单数据(MISD)流架构，‑多指令多数据(MIMD)流架构。所述操作架构由所述控制单元根据以下动态地施加：‑包含在机器代码中的配置功能，和/或‑待处理的数据以及作为所述处理器的输入接收到的当前处理指令。

本发明属于处理器的领域，具体而言属于处理器的固有操作的领域。

常规上，处理器具有在其设计中定义的架构。所述架构至少部分地由处理器可以执行的机器指令集(ISA，对于“指令集架构”)的实施来定义。公认的是，每个已知结构可以分类成根据费林分类法定义的以下类型(或种类)中的一个：

-单指令单数据或SISD；

-单指令多数据或SIMD；

-多指令单数据或MISD；

-多指令多数据或MIMD。

这些类型的架构中的每一个具有已知优点和缺点。计算之间的并行度根据计划应用而不同。选择一种架构通常会使其上实施架构的处理器对于某些计算特别有效(快速)而对于其它计算较慢。处理器类型的选择涉及处理器使用的权衡。每个处理器类型倾向于专用于某些计算，从而损害效率较低的其它计算。

本发明改进了这种情形。

提出一种包括控制单元和多个处理单元的处理器。所述多个处理单元根据由控制单元从以下架构中的至少两个以及以下架构的组合中动态施加的操作架构相互作用：

-单指令多数据(SIMD)流架构，

-多指令单数据(MISD)流架构，

-多指令多数据(MIMD)流架构。

操作架构由控制单元根据以下动态地施加：

-包含在机器代码中的配置功能，和/或

-待处理的数据以及作为处理器的输入接收到的当前处理指令。

此种处理器允许在其内部操作中进行动态和上下文自适应。当待执行的计算彼此独立时，所述计算可以由相互不同的计算单元并行地(因此同时)处理。所有计算的处理加速。当待执行的计算彼此依赖时，则并行处理并不合适。递归计算是不适合于并行处理的计算的实例：为了执行计算，需要前一计算的结果。一个或多个计算单元必须一个循环接一个循环地依序执行计算。此种处理器是多用途的。此种处理器具有在根据计算本身执行计算期间变化的架构。

根据另一方面，提出一种由计算装置实施的用于编译源代码的方法，所述方法包括以下步骤：

-接收源代码作为输入，

-在源代码中搜索：

-施加处理器的操作架构的配置数据，

-与包含基本运算的级联序列的数据处理指令对应的源代码的第一部分，以及

-与包含相互独立的基本运算的数据处理指令对应的源代码的第二部分。

所述方法进一步包括以下步骤：

-将源代码编译成机器代码。

在已识别出施加处理器的操作架构的至少一个配置数据的情况下和/或在已识别出源代码的至少一个第一部分和源代码的至少一个第二部分的情况下，编译包括在机器代码中包含配置功能。配置功能被布置成将来自以下架构中的至少两个以及以下架构的组合中的架构动态地施加到执行机器代码的处理器：

-单指令多数据(SIMD)流架构，

-多指令单数据(MISD)流架构，

-多指令多数据(MIMD)流架构。