[发明专利]一种指令流水线的回路控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种指令流水线的回路控制系统及方法，应用于指令流水线，指令流水线包括多级站台，每一级站台均包括控制逻辑和流水线站台，回路控制系统包括：均与多级站台的控制逻辑连接的错误路径登记模块和重定向路径信息模块。本发明所提供的系统及方法，采用错误路径登记机制和重定向路径信息机制，减少控制回路的数量，降低处理器流水线物理布局布线的难度，可以有效帮助提升处理器频率。

技术领域

本发明涉及指令流水线技术领域，具体涉及一种指令流水线的回路控制系统及方法。

背景技术

处理器指令流水线通过维护正确的指令执行轨迹，保证处理器执行结果的正确性。同时，处理器指令流水线在发现指令轨迹偏离正确路径时，会采取取指重定向操作：作废错误路径的指令，并从正确路径重新取得指令。

为了支持上述重定向操作，处理器指令流水线中需要设计多处向前级站台传递正确路径指令PC的通路，称为控制回路，这些通路一般需要跨越多级流水线站台，因此导致在物理布线中时序较差，严重影响处理器整体频率的提高。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种指令流水线的回路控制系统及方法，减少控制回路的数量，降低处理器流水线物理布局布线的难度，可以有效帮助提升处理器频率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种指令流水线的回路控制系统，应用于指令流水线，所述指令流水线包括多级站台，每一级站台均包括控制逻辑和流水线站台，所述回路控制系统包括：均与所述多级站台的控制逻辑连接的错误路径登记模块和重定向路径信息模块；

所述错误路径登记模块用于在各级站台的控制逻辑检测到当前指令产生错误路径之后，将本站台标识为第一标识；在确定本站台为第一标识且接收到重定向取值标记时，将本站台标识为第二标识；在最后一级站台接收到前一级站台传递的重定向路径信息之后，将本站台标识为第一标识；

所述重定向路径信息模块用于在各级站台的控制逻辑检测到当前指令产生错误路径之后，计算得到重定向路径信息并传递给下一级站台；在第一级站台与最后一级站台之间的任一站台接收到前一级站台传递的重定向路径信息之后，根据本站台的标识和当前指令，确定是否将接收的重定向路径信息继续传递给下一级站台；

最后一级站台用于在接收到前一级站台传递的重定向路径信息之后，向第一级站台发送重定向取值信号；

第一级站台用于在接收到最后一级站台发送的重定向取值信号之后，重新启动取值并产生重定向取值标记，将所述重定向取值标记与重新取得的指令一并发送给后续站台。

进一步，如上所述的一种指令流水线的回路控制系统，所述错误路径登记模块用于：

在各级站台的控制逻辑检测到当前指令产生错误路径之后，将本站台的错误路径登记位标识为第一标识，用以作废后续进入本站台的所有指令。

进一步，如上所述的一种指令流水线的回路控制系统，所述错误路径登记模块用于：

在确定本站台的错误路径登记位为第一标识且接收到前一级站台发送的重定向取值标记时，将本站台的错误路径登记位标识为第二标识。

进一步，如上所述的一种指令流水线的回路控制系统，所述错误路径登记模块用于：

在最后一级站台接收到前一级站台传递的重定向路径信息之后，将本站台的错误路径登记位标识为第一标识。

进一步，如上所述的一种指令流水线的回路控制系统，所述重定向路径信息模块用于：

在各级站台的控制逻辑检测到当前指令产生错误路径之后，在所述错误路径登记模块将本站台的错误路径登记位标识为第一标识的同时，计算得到重定向路径信息并传递给下一级站台。