[发明专利]异步时钟控制的寄存器堆读隔离方法

摘要

本发明属于微处理器技术领域，具体为一种异步时钟控制的寄存器堆读隔离方法。本发明基于一个包含基本流水线结构的微处理器构架，在访问寄存器堆流水级时，检测是否需要对寄存器堆进行读操作，如果发现对寄存器堆的读操作是无用的（无用的读操作包括两种情况：指令本身不需要访问寄存器堆，以及所需要的操作数可以通过反馈网络获取），则通过一个局部的异步时钟网络来保持住给寄存器堆的读地址，使之不变，由于寄存器堆的读操作是异步读出，则若地址保持不变，相应的逻辑就不会翻转，从而降低了无用的读寄存器堆功耗。

主权项

一种异步时钟控制的寄存器堆读隔离方法，基于一个包含基本流水线结构的微处理器构架，该微处理器包括取指令级、译码级、执行级、访存储器级、对齐级和写回级，其特征在于：在上述微处理器架构的基础上，在译码级增加一个判断逻辑，用于是否需要访问寄存器堆的逻辑判断；同时还提供一个在译码级控制寄存器堆地址输入端口的控制逻辑和局部的异步时钟网络，于是，所述方法的具体步骤为： 由译码级的判断逻辑，判断指令中的两个源操作数是否需要从寄存器堆中获取，判断的依据为：一种情况是指令执行本身不需要用到两个源操作数，另一种情况是所需要的源操作数能够从执行级、访存级或者对齐级反馈，一旦这两种情况中的任何一种被确认，则对两个源操作数的寄存器堆读操作进行屏蔽：屏蔽的具体措施是，通过局部的异步时钟网络将译码级割裂成两段，给寄存器堆的地址输入信号由局部的异步时钟控制，在需要屏蔽寄存器堆的读操作时，将相应的地址信号进行隔离。