[发明专利]一种SIMT条件分支处理装置及方法

权利要求书

1.一种SIMT条件分支处理装置，其特征在于：所述SIMT条件分支处理装置包括分支处理装置硬件、指令和编程模型；所述分支处理装置硬件分别与指令和编程模型连接，所述指令和编程模型连接，其中：

所述分支处理装置硬件为外部用户代码执行的硬件载体，具有来自外部用户代码的关系；所述指令为外部用户代码提供该装置的使用接口，具有到外部用户代码的关系；所述编程模型为外部用户代码提供指令序列在使用时的约束和限制，具有到外部用户代码的关系；

所述分支处理装置硬件通过指令进行操作，具有来自指令的依赖关系；所述分支处理装置硬件的实现以编程模型为前提，具有对编程模型的依赖关系；所述指令由分支处理装置硬件执行，具有来自分支处理装置硬件的依赖关系；所述指令的使用必须遵守编程模型，具有来自编程模型的依赖关系；所述编程模型的实现依赖于指令组成的序列，具有来自指令的依赖关系；所述编程模型体现在代码中在分支处理装置硬件上执行，编程模型具有来自分支处理装置硬件的依赖关系；

所述分支处理装置硬件包括条件分支部件、Mask栈控制部件、绝对跳转部件、多现场ThreadMask栈、多现场PC栈、当前ThreadMask、Warp调度部件、取指warp调度部件、PC更新部件和当前PC；其中

所述条件分支部件用于执行条件分支指令，并根据执行结果产生所有线程的断言Mask信息，以及所有线程的结果是否存在分歧及分支地址信息，断言Mask产生的规则为：warp中某线程对应的分支指令的条件满足，则该线程对应的断言Mask有效，否则，该线程对应的断言Mask无效；所述Mask栈控制部件用于执行Mask栈控制指令，产生相应的控制动作，控制动作包括入栈、出栈、取反，其中取反操作的规则为：将warp中所有线程的断言Mask按位取反，有效变为无效，无效变为有效；所述绝对跳转部件用于执行绝对跳转指令，产生多现场PC栈的控制动作和数据，其中动作包括入栈、出栈，并产生当前PC信息；所述多现场ThreadMask栈具有多个硬件现场，每个现场用于保存一个warp 的所有线程的Mask信息，并能够根据warp调度部件输出的warp信息，输出该warp的Mask信息；所述多现场PC栈具有多个硬件现场，每个现场用户保存一个warp的PC信息，并能够根据取指warp调度部件输出的warp信息，输出该warp的PC信息；所述当前ThreadMask用于保持当前warp所有线程的Mask信息；所述Warp调度部件用于根据外部记分板单元的信息从多个warp中选出一个具备运行条件的warp；所述取指warp调度部件用于根据外部IF部件中缓存的状态信息从多个warp中选出一个待取指的warp；所述PC更新部件用于根据条件分支部件给出的所有线程条件分支的条件测试结果，根据绝对跳转部件给出的绝对跳转指令相关的数据信息，以及当前PC给出的当前PC更新当前warp的PC，具体更新规则为“如果条件分支部件给出的所有线程条件分支的条件测试结果无分歧且测试条件成立，则PC更新为条件分支部件送来的跳转地址；如果条件分支部件给出的所有线程条件分支的条件测试结果有分歧或测试条件不成立，则PC更新为当前PC送来的PC+1；如果绝对跳转部件送来的绝对跳转有效，则根据绝对跳转的类型选择跳转到绝对跳转部件送来的跳转地址或多现场PC栈对应warp的栈顶PC；其他情况下，PC更新为当前PC给出的PC+1”；所述当前PC用于保持当前warp的PC信息。

2.根据权利要求1所述的SIMT条件分支处理装置，其特征在于：所述条件分支部件与来自外部的ID部件连接，用于从其接收条件分支指令的控制信号和数据；所述Mask栈控制部件与来自外部的ID部件连接，用于从其接收Mask栈控制指令的控制信号；所述绝对跳转部件与来自外部的ID部件的连接，用于从其接收绝对跳转指令的控制信号和数据；所述当前PC与来自外部的IF部件连接，用于向其输出选出warp的PC信息；所述取指warp调度部件与来自外部的IF部件连接，用于从其接收多warp指令缓存的空满信息；所述warp调度部件与来自外部的记分板单元连接，用于从其接收多warp指令的数据相关、控制相关、功能部件相关、写回通路相关等相关信息，以及功能部件上指令执行的状态信息；所述当前ThreadMask与来自外部的Ex部件连接，用于向其输出当前warp对应指令的Mask信息；所述warp调度部件与来自外部的ID部件连接，用于向其输出胜出的当前warp的id信息。