[发明专利]片上多处理器体系架构下全局寄存器重命名表的实现方法

摘要

本发明涉及片上多处理器体系结构技术领域，旨在提供一种片上多处理器体系架构下全局寄存器重命名表的实现方法。该方法包括以下步骤：寄存器重命名表的设计；处理指令的“写后写”依赖关系；处理指令间的“写后读”依赖关系；获取操作数；写回结果；提交指令。本发明由于使用了全局寄存器重命名表，不同处理器的指令间的依赖关系可以得到记录，并且“写后读”和“写后写”依赖能得到解决；不同处理器的指令间的操作数就能得到保留，并通过全局寄存器重命名表传输，这样就减少了核间通讯量；由于全局寄存器重命名表使用的硬件结构是逻辑表，结构简单，硬件复杂度低，所占的面积只有一个片上处理器面积的1％，只产生很小的面积代价。

主权项

1、一种片上多处理器体系架构下全局寄存器重命名表的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：1)寄存器重命名表的设计四个片上处理器各自拥有自己的物理寄存器可用列表，并共同拥有一个寄存器重命名表，称之为全局寄存器重命名表；每个处理器均通过自己的物理寄存器可用列表重命名自己所取到的指令的目标寄存器，并记录在全局寄存器重命名表中；2)处理指令的“写后写”依赖关系当一条指令在处理器流水线的译码段结束并准备执行时，首先检测自己的目标寄存器是否已经在全局寄存器重命名表中有记录；如果有，则说明这条指令和其它指令产生了“写后写”依赖关系，这条指令会在下一个时钟周期再尝试执行；如果没有“写后写”依赖关系，则这条指令继续检查“写后读”依赖关系；3)处理指令间的“写后读”依赖关系当一条指令在处理器流水线的译码段结束并准备执行时，如果它并没有“写后写”依赖关系，则会检测自己的源寄存器是否已经在全局寄存器重命名表里有记录，并且数据是否可用；如果没有记录，说明这条指令没有任何“写后读”依赖关系，则这条指令可以在本周期尝试执行；如果有记录但数据不可用，说明这条指令和其它指令产生了“写后读”依赖关系，这条指令会在下一周期再尝试执行；如果有记录并且数据可用，说明这条指令和其它指令的“写后读”依赖关系已经得到解决，则这条指令在本周期可以开始执行；4)获取操作数当一条指令在处理器流水线的执行段执行时，会检查自己所处的处理器是否和目标寄存器在全局寄存器重命名表的中记录的处理器号所匹配；如果匹配，说明这条指令不依赖其它指令或者它所依赖的指令和自己处于同一个处理器中，则这条指令从自己所处的处理器的寄存器获取操作数；如果不匹配，说明这条指令所依赖的指令位于其它处理器，则这条指令从全局寄存器重命名表中获取操作数；5)写回结果当一条指令执行完成后，这条指令把结果同时写入自己所处的处理器的寄存器以及全局寄存器重命名表，并把全局寄存器重命名表中自己的目标寄存器标记为数据可用，以使其它指令可以使用此数据；6)提交指令当一条指令在重排序缓存中提交后，这条指令在全局寄存器重命名表中把自己的目标寄存器的记录清除。