处理器的动态调度互联寄存器及调度数据的方法技术

本发明专利技术公开了一种处理器的动态调度互联寄存器及利用该动态调度互联寄存器调度数据的方法。其中，动态调度互联寄存器至少包括：至少一功能单元和至少一物理寄存器；其中，所述至少一功能单元的输出端口和所述动态调度互联寄存器的输入端口只绑定有一所述物理寄存器。本发明专利技术实施例通过功能单元的寄存器动态调度设计将复杂的互联网络简化。将原本的功能单元间复杂的数据选择，转移到属于同一个功能单元的寄存器之间的数据调度。这样，可以使功能单元间的互联网络变得精简，化长连线的数据选择为短距离的寄存器间数据调度，可以很大程度上的降低互联网络上的功耗，同时不影响运算器的功能和性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及处理器
，具体涉及一种处理器的动态调度互联寄存器及利用该动态调度互联寄存器调度数据的方法。
技术介绍
随着集成电路的发展，处理器的体系结构越来越复杂，集成的晶体管数量也按照摩尔定律成指数级上升。这就导致了处理器的功耗越来越大，严重的制约了处理器性能的提升。在各个领域算法的要求下，处理器的功能单元的个数越来越多，这就势必会导致功能单元间的互联网络越来越复杂。这些互联网络上的功耗成为了不可忽视的一部分。图1示例性地示出了普通互联寄存器的结构。普通互联寄存器设有N个外部输入、(M-N)个功能单元，每个功能单元有K个寄存器，分别是T0、T1、T2和T3。其中，N表示外部输入的个数；M表示每个功能单元的物理寄存器个数(即写通道数)；W表示数据的比特位宽；K表示每个功能单元的逻辑寄存器个数；图1以N＝2、K＝4、M＝6和7(分别代表奇数和偶数的情况)为例予以说明。在图1中，有5个功能单元何2个外部输入，每个功能单元有T0、T1、T2和T3四个寄存器。一般的功能单元的寄存器是通过多路选择器来选择要写入的数据来自哪个功能单元的结果输出或者外部输入。如图1所示，每个寄存器通过一个M选一的选择器来选择要写入的数据来自哪个写通道。这样一来，互联网络会变得很复杂，例如，在寄存器的互联网络中存在K×M×(M-N)个数据交换网络，且每个数据位宽为W。而且，每个功能单元的距离会相对较远，这种较长连线的相对复杂的多路选择会带来很大的功耗。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种处理器的动态调度互联寄存器，以降低处理器内互联网络上的功耗。此外，本专利技术实施例还提供一种利用该动态调度互联寄存器调度数据的方法。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了以下技术方案：一种处理器的动态调度互联寄存器。其中，所述动态调度互联寄存器至少包括：至少一功能单元和至少一物理寄存器；其中，所述至少一功能单元的输出端口和所述动态调度互联寄存器的输入端口只绑定有一所述物理寄存器。进一步地，所述物理寄存器具体包括：有效位，用于确定所述物理寄存器数据位的数据是否有效；逻辑寄存器编号位，用于确定所述物理寄存器映射的逻辑寄存器的编号；所述数据位，用于确定所述物理寄存器存有的数据。为了实现上述目的，根据本专利技术的另一个方面，还提供了一种利用上述动态调度互联寄存器调度数据的方法。其中，所述调度数据的方法包括：确定指令中的逻辑寄存器的编号是否与有效的所述物理寄存器中的所述逻辑寄存器编号相匹配；在匹配的情况下，读取所述有效的物理寄存器中所述数据位的数据。为了实现上述目的，根据本专利技术的再一个方面，还提供了一种利用上述动态调度互联寄存器调度数据的方法。其中，所述调度数据的方法包括：判断当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留；如果是，则根据预定的物理寄存器的调度优先级，查找功能单元的下一个物理寄存器，并判断所述物理寄存器中的数据是否需要保留，如果是，继续根据所述调度优先级进行查找，直至找到可以接受调度数据的物理寄存器；将逻辑寄存器编号和写通道数据写入当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器，并将所述物理寄存器中的有效位设置为有效状态。进一步地，所述判断当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留具体可以包括：判断所述当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中有效位的状态；根据判断结果确定所述当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留；根据有写请求的写通道来确定所述当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留；其中，所述有写请求的写通道中指定要写的逻辑寄存器的编号。进一步地，所述根据有写请求的写通道来确定所述当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留具体可以包括：对所述有写请求的写通道的写通道编号译码，得到所述写通道编号的独热码；对所述当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中逻辑寄存器编号位的数据译码，得到所述逻辑寄存器编号位的独热码；将所述写通道编号的所述独热码与其对应的写使能信号进行与操作；将各与操作的结果进行或操作，得到所有所述有写请求的逻辑寄存器编号的集合；根据所述所有有写请求的逻辑寄存器编号的集合，来确定所述当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留。进一步地，所述预定的物理寄存器的调度优先级根据以下方式来确定：当所述物理寄存器个数为偶数时，将所有所述物理寄存器分为第一簇和第二簇，所述第一簇物理寄存器中的数据只调度至所述第二簇内，并根据以下方式确定所述调度优先级：Rm和R(m+3)互为第一优先级，其中，0≤m≤M/2-1，所述Rm表示物理寄存器；所述m表示物理寄存器的编号；所述M表示物理寄存器的个数；当所述物理寄存器个数为奇数时，根据以下规则和拓扑学原理确定所述物理寄存器的调度优先级：当需要调度的物理寄存器个数为1时，进行最多3次的所述查找步骤；两个所述需要调度的数据不能找到同一个空闲寄存器。本专利技术实施例提供一种处理器的动态调度互联寄存器。通过功能单元的寄存器动态调度设计将复杂的互联网络简化。将原本的功能单元间复杂的数据选择，转移到属于同一个功能单元的寄存器之间的数据调度。这样，可以使功能单元间的互联网络变得精简，化长连线的数据选择为短距离的寄存器间数据调度，可以很大程度上的降低互联网络上的功耗，同时不影响运算器的功能和性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其它优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的方法来实现和获得。附图说明附图作为本专利技术的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：图1为根据一示例性实施例示出的普通互联寄存器的结构示意图；图2为根据一示例性实施例示出的动态调度互联寄存器的结构示意图；图3为根据另一示例性实施例示出的动态调度互联寄存器的结构示意图；图4为根据一示例性实施例示出的物理寄存器的结构示意图；图5为根据一示例性实施例示出的普通互联寄存器读\\写组织结构示意图；图6为根据一示例性实施例示出的利用动态调度互联寄存器实施例调度数据的方法流程示意图；图7为根据一示例性实施例示出的确定当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留的一种实现方式的示意图；图8为根据一示例性实施例示出的动态调度互联寄存器读\\写组织结构示意图；图9为根据一示例性实施例示出的物理寄存器动态调度的实现方式示意图。这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本专利技术的保护范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本专利技术的概念。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术实施例解决的技术问题、所采用的技术方案以及实现的技术效果进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，并不是全部实施例。在没有明确限定或不冲突的情况下，本专利技术中的各个实施例及其中的技术特征可以相互本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理器的动态调度互联寄存器，其特征在于，所述动态调度互联寄存器至少包括：至少一功能单元和至少一物理寄存器；其中，所述至少一功能单元的输出端口和所述动态调度互联寄存器的输入端口只绑定有一所述物理寄存器。

【技术特征摘要】
1.一种处理器的动态调度互联寄存器，其特征在于，所述动态调度互联寄存器至少包括：至少一功能单元和至少一物理寄存器；其中，所述至少一功能单元的输出端口和所述动态调度互联寄存器的输入端口只绑定有一所述物理寄存器。2.根据权利要求1所述的动态调度互联寄存器，其特征在于，所述物理寄存器具体包括：有效位，用于确定所述物理寄存器数据位的数据是否有效；逻辑寄存器编号位，用于确定所述物理寄存器映射的逻辑寄存器的编号；所述数据位，用于确定所述物理寄存器存有的数据。3.一种利用上述权利要求2所述的动态调度互联寄存器调度数据的方法，其特征在于，所述调度数据的方法包括：确定指令中的逻辑寄存器的编号是否与有效的所述物理寄存器中的所述逻辑寄存器编号相匹配；在匹配的情况下，读取所述有效的物理寄存器中所述数据位的数据。4.一种利用上述权利要求2所述的动态调度互联寄存器调度数据的方法，其特征在于，所述调度数据的方法包括：判断当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留；如果是，则根据预定的物理寄存器的调度优先级，查找功能单元的下一个物理寄存器，并判断所述物理寄存器中的数据是否需要保留，如果是，继续根据所述调度优先级进行查找，直至找到可以接受调度数据的物理寄存器；将逻辑寄存器编号和写通道数据写入当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器，并将所述物理寄存器中的有效位设置为有效状态。5.根据权利要求4所述调度数据的方法，其特征在于，所述判断当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中的历史数据是否需要保留，具体包括：判断所述当前写请求的功能单元绑定的物理寄存器中有效位的状态；根据判断结果确定所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东琳，郭阳，谢少林，刘子君，郭鹏，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11