[发明专利]超标量处理器中寄存器堆共享读端口的系统、方法和介质

权利要求书

1.一种超标量处理器中寄存器堆共享读端口的系统，包括：

多个执行单元的M个输入端口，M是正整数；

寄存器堆的N个读端口，其中，读端口号为x的读端口与输入端口号x至输入端口号(x+M-N)的输入端口相关联，N和x是正整数，其中1≤x≤N，

其中，响应于所述M个输入端口中的一个输入端口需要读端口，则从与所述一个输入端口相关联的读端口中分配未被分配的读端口中读端口号最小的读端口。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，在第一指令发射周期中，以输入端口号的第一优先级顺序来为输入端口分配读端口，在与所述第一指令发射周期相邻的第二指令发射周期中，以输入端口号的与所述第一优先级顺序不同的第二优先级顺序来为输入端口分配读端口。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一优先级顺序是从输入端口号1为最高优先级到输入端口号N为最低优先级的顺序，所述第二优先级顺序是从输入端口号N为最高优先级到输入端口号1为最低优先级的顺序。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，在第一指令发射周期中、一个输入端口号的优先级与在第二指令发射周期中、所述输入端口号的优先级不同。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，在一个指令发射周期中、需要读端口的输入端口的输入端口号的优先级与所述输入端口多长时间未被分配读端口相关。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，在M个输入端口需要的读端口的数量小于或等于N的情况下，则在一个指令发射周期内，为所有输入端口分配读端口。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，在M个输入端口需要的读端口的数量大于N的情况下，则如果在一个指令发射周期内、一个输入端口没有可分配的读端口，则等待到另一个指令发射周期内，为所述输入端口分配读端口。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，对于一个执行单元对应的指令发射队列，在不同指令发射周期中选择不总是相同操作数的需求的指令进行发射，以使得在所述执行单元在不同指令发射周期中需要读端口的数量不总是相同。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，如果确定输入端口需要的操作数不从寄存器堆的读端口中读取，则确定该输入端口需要的读端口的数量为0。

10.根据权利要求1所述的系统，其中所述M和N的取值取决于输入端口的仿真或实际读端口利用率。

11.一种超标量处理器中寄存器堆共享读端口的方法，包括：

设置多个执行单元的总共M个输入端口，M是正整数；

设置寄存器堆的N个读端口，其中，读端口号为x的读端口与输入端口号x至输入端口号(x+M-N)的输入端口相关联，N和x是正整数，其中1≤x≤N；

响应于所述M个输入端口中的一个输入端口需要读端口，则从与所述一个输入端口相关联的读端口中分配未被分配的读端口中读端口号最小的读端口。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，在第一指令发射周期中，以输入端口号的第一优先级顺序来为输入端口分配读端口，在与所述第一指令发射周期相邻的第二指令发射周期中，以输入端口号的与所述第一优先级顺序不同的第二优先级顺序来为输入端口分配读端口。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述第一优先级顺序是从输入端口号1为最高优先级到输入端口号N为最低优先级的顺序，所述第二优先级顺序是从输入端口号N为最高优先级到输入端口号1为最低优先级的顺序。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，在第一指令发射周期中、一个输入端口号的优先级与在第二指令发射周期中、所述输入端口号的优先级不同。