[发明专利]超标量处理器中指令相关性检测的方法

摘要

超标量处理器中指令相关性检测的方法，通过设定一组锁定标识，指令解码后，将其源操作数与目的操作数分别与对应的锁定标识相比较，来判断指令的相关性与并行性；锁定标识根据每个周期指令的解码信息进行更新，每个周期更新一次；锁定标识与处理器内的通用寄存器组一一对应，每个通用寄存器都有一个对应的锁定标识；本发明不仅适用于检测同一周期内多条指令能否同时发射，也适用于检测不同流水级的各组指令之间的相关性；为实现指令的动态调度提供了基础的保证，而且该方法的实现并不会涉及很复杂的电路设计，能够很大程度上减小硬件开销。

主权项

1.一种超标量处理器中指令相关性检测的方法，设定一组锁定标识，指令解码后，将其源操作数与目的操作数分别与对应的锁定标识相比较，来判断指令的相关性与并行性；锁定标识根据每个周期指令的解码信息进行更新，每个周期更新一次；锁定标识与处理器内的通用寄存器组一一对应，每个通用寄存器都有一个对应的锁定标识；锁定标识的内容是指令执行周期数减1；其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1，获取指令包，指令包中指令的条数与发射槽的数目相等，指令包根据每个周期发射的指令条数进行相应的更新；步骤2，将指令包中的指令分别进行解码，解码后的信息包括源寄存器编号，目的寄存器编号以及指令执行占用的周期数；步骤3，将指令包中的第一条指令的源操作数和目的操作数分别与对应的锁定标识进行匹配；如果该条指令用到的源操作数或者目的操作数被锁定，则该指令包的所有指令均延迟一个周期发射，与下一周期更新后的锁定标识重新进行匹配；否则，第一条指令可以在这个周期发射，同时将该指令的执行周期数传递给该指令对应的目的寄存器对应的锁定标识，其余的锁定标识保持原来的值不变；这样第一条指令经过检测后，生成了一组新的锁定标识；步骤4，将指令包中的下一条指令的源操作数和目的操作数分别与上一条指令判别后得到的锁定标识组中的锁定标识进行匹配；如果该条指令用到的源操作数或者目的操作数被锁定，则该指令及其后面的所有指令不能和它前面的指令一起发射，需要延后一个周期再做判断，该指令将会成为下一周期的指令包中的第一条指令，转步骤6；否则，这两条指令之间不存在数据相关，与上一周期同时发射的指令也不存在数据相关，进行同时发射；将该指令的执行周期数传递给锁定标识组中目的寄存器对应的锁定标识，锁定标识组中其余的锁定标识保持不变；这样每条指令经过检测后，都会获得一组新的锁定标识，而下一条指令则根据新的锁定标识进行匹配性检测；锁定标识组的编号与该指令在指令包中的顺序一一对应；步骤5，判断指令包中的刚刚进行并行性检测的指令是否为指令包中的最后一条指令，如果不是最后一条指令，转步骤4；否则，转步骤6；步骤6，确定每个周期内可同时发射的指令条数以及这个指令条数对应的锁定标识组的编号；在下一个周期的开始，将该编号对应的锁定标识组的值各减去1赋给相应的锁定标识，实现锁定标识的更新。