[发明专利]一种提前转发指令数据的通路设计方法、系统及存储介质

权利要求书

1.一种提前转发指令数据的通路设计方法，其特征在于，所述方法首先确定与数据相关的这类指令的数据；并在指令间提前检测转发条件及提前转发指令间的数据；最后提前转发若干周期前指令的数据，加速指令从保留站中发射到执行单元，同时加速后续流水线中的指令；

这类指令先在指令之间进行数据转发，为了更大范围的支持提前转发数据，指令进行重命名，每条指令的目的寄存器分配一个物理寄存器，指令在dispatch阶段进入保留站的同时，同时进入一个缓存fw_buffer[N-1:0]，该fw_buffer保存最近N个周期满足提前转发数据指令的控制信号：立即数和物理寄存器；

所述fw_buffer的深度为N，宽度M，N表示当前周期的前N个周期指令状态，如果这个前N个周期中存在满足提前转发数据的指令时，通过比较物理寄存器号，转发数据到依赖指令，这N个周期的指令可能还在保留站中没有发射到执行单元，也可能在执行单元执行，或者在执行单元的转发数据通道。

2.根据权利要求1所述的提前转发指令数据的通路设计方法，其特征在于，对这类指令的数据选择RISC-V指令集的部分整数指令类型并通过写CACHE之前、取指阶段、predecoder或者指令队列判断某条指令是否可以得到数据的过程。

3.根据权利要求2所述的提前转发指令数据的通路设计方法，其特征在于，所述RISC-V指令集中除了立即数外，x0是一个特殊的寄存器，该寄存器一直固定为0，对该寄存器写操作无效，因此，当指令中的出现x0的时候，判断该寄存器的值是0，相当于立即数为0的一种特殊形式。

4.根据权利要求1所述的提前转发指令数据的通路设计方法，其特征在于，经过重命名之后的指令，通过源寄存器的物理寄存器比较fw_buffer中指令的目的寄存器的物理寄存器，如果命中，则提前得到该源寄存器的数据。

5.根据权利要求1所述的提前转发指令数据的通路设计方法，其特征在于，所述设计方法使用指令的优化方法，包括如何得到立即数指令的步骤，其根据不同指令集的特点进行类似的优化，适用于任何指令集。

6.根据权利要求5所述的提前转发指令数据的通路设计方法，其特征在于，所述指令的优化方法包括立即数在指令之间的转发原理、数据转发提前到读物理寄存器之前，及指令在执行单元执行之前转发数据的步骤、通过一个缓存，转发N个周期之前，依赖指令数据的方法和转发数据的判断逻辑与方法。

7.一种提前转发指令数据的通路设计系统，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器硬件执行如权利要求1至6中任一所述的提前转发指令数据的通路设计方法。

8.一种可读介质，包括执行指令，当提前转发指令数据的通路设计系统的处理器执行所述执行指令时，所述提前转发指令数据的通路设计系统执行如权利要求1至6中任一所述的提前转发指令数据的通路设计方法。