[发明专利]一种低功耗的寄存器堆的写回丢弃方法

摘要

本发明属于微处理器技术领域，具体涉及一种低功耗的寄存器堆的写回丢弃方法。本发明以现有微处理器为基础，其步骤包括：对所述微处理器，扩充原有的MIPS指令集，在有冗余位的指令中增加3位的“生命长度”来表征当前寄存器变量将要被几条后续指令使用；在执行级、访存级和对齐级增加“生命长度”调整逻辑，如果当前寄存器变量被后续的指令使用，则将其“生命长度”减小1，一旦发现当前寄存器变量的“生命长度”为0，则将其通过基于选择器-寄存器的屏蔽逻辑丢弃。指令寄存器生命长度静态推测算法由软件工具实现。与现有的架构相比，本发明能够在几乎不增加硬件开销的情况下，有效地发现可以丢弃的寄存器变量，从而降低寄存器堆的功耗和功耗密度。

主权项

一种低功耗的寄存器堆写回丢弃方法，以现有的基本流水线结构的MIPS微处理器为基础，所述现有的微处理器包含取指令级、译码级、执行级、访存储器级、对齐级和写回级；其特征在于具体步骤为：（1）对所述微处理器，扩充原有的MIPS指令集，在有冗余位的指令中增加3位的“生命长度”来表征当前寄存器变量将要被几条后续指令使用；其中，寄存器X的生命长度定义如下：当寄存器X在执行级（E）、访存级（M）、对齐级（A） 级时，如果寄存器X有1、2、3个在其反馈范围内的后续指令需要用到寄存器X，则寄存器X的生命长度就对应的被指定为1、2、3；如果寄存器X有超出反馈范围的后续指令需要用到寄存器X，则寄存器X的生命长度就被定义为4 ；（2）在上述扩充MIPS指令集的基础上，在执行级、访存级和对齐级增加“生命长度”调整逻辑：即如果当前寄存器变量被后续的指令使用，则将其“生命长度”减小1；一旦发现当前寄存器变量的“生命长度”为0，则将其通过基于选择器‑寄存器的屏蔽逻辑丢弃。