[发明专利]一种双发射SIMT染色处理单元写回单元结构及写回通路冲突检测方法

说明书

本发明涉及一种双发射SIMT染色处理单元写回单元结构及写回通路冲突检测方法，本发明的双发射SIMT染色处理单元写回单元结构包括一个sWB单元101，n个WB单元102，单拍可完成1+2n个数据到1个1写RF、n个2写RF的数据的写入。本发明实现了双发射SIMT染色处理单元的写回单元，并解决写回通路的冲突检测，为解决图形处理器设计中结构相关提供技术支持。

技术领域

本发明属于图形处理器设计领域，涉及一种双发射SIMT染色处理单元写回单元结构及写回通路冲突检测方法。

背景技术

在处理器设计领域，为缩短程序的执行时间，出现了超标量技术。超标量的出现使得处理器每周期可以执行多于一条的指令。与之相匹配的，超标量处理器的指令发射部件，也需要每周期可以发射多于一条的指令。其中，每周期并行发射两条指令，称为双发射。

对于常规的算术运算，如加法、减法、乘法、除法等，一条指令通常由两个源操作数、一个目的操作数组成；对于特殊的函数运算，如正弦、余弦、倒数、平方根等，一条指令通常由一个源操作数、一个目的操作数组成。

图形处理器的统一染色阵列，与处理器设计类似，同样可以采用超标量、双发射技术来缩短指令的执行时间，但考虑到上述两类指令的使用频率，统一染色阵列设计时，仅常规算术运算支持超标量处理，以降低特殊函数运算部件的资源开销。基于上述考虑设计的统一染色阵列中，双发射对寄存器文件也提出了要求：对于常规算术运算，要求一周期能够读出4个源操作数，写入2个目的操作数；对于特殊函数运算，要求一周期读出1个源操作数，写入1个目的操作数。

染色处理单元(Shading Process Unit，SPU)通常由多个SC(染色内核)和一个SFU(特殊功能单元)组成，其中SC负责进行常规的算术运算，SFU负责进行特殊的函数运算。SC有关指令均为周期固定指令，且SC部门为流水部件；SFU有关指令均为周期固定指令，且SFU部件为流水部件；LSU(Load store Unit，加载存储单元)有关指令均为周期不定指令，且对于LSU，warp之间可以流水，单个warp不能流水。

单指令多线程(Single Instruction Multi Thread,SIMT)使用单条指令控制多个线程的执行，即多个线程同时执行同一条指令。SIMT技术应用于处理器设计，可以节省取指逻辑资源，将更多的晶体管用于计算，提供处理器的运算能力；在诸如图形计算中，大量的顶点、像素需进行相同操作，具有极高的数据并行性，SIMT具有很好的适应性。

发明内容

本发明的目的是：提供一种同时包含特殊功能单元SFU和若干染色内核SC的双发射SIMT染色处理单元写回单元结构及写回通路冲突检测方法，实现双发射SIMT染色处理单元的写回单元，并解决写回通路的冲突检测，为解决图形处理器设计中结构相关提供技术支持。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种双发射SIMT染色处理单元写回单元结构，其特殊之处在于：所述双发射SIMT染色处理单元写回单元结构包括一个sWB单元101，n个WB单元102，单拍可完成1+2n个数据到1个1写RF、n个2写RF的数据的写入；

sWB单元101具有来自外部SFU单元输入连接(130)，用接收外部SFU单元的处理结果，该结果包括数据类型、现场id、待写回数据和目标地址；sWB单元101具有来自外部LSU单元的输入连接131，用接收外部LSU单元的处理结果，该结果包括数据类型、现场id、待写回数据和目标地址；所述sWB单元101具有到外部RF1单元的输出连接135和连接136，分别用于根据现场id向外部RF1单元输出待写回的定点、浮点数据，其中连接135、连接136包括与外部RF1单元每个现场的连接；sWB单元101用于将外部SFU单元、外部LSU单元的输出根据数据类型、现场id，将待输出的数据，选择、输出到外部RF1单元对应的现场；