一种可重构计算的双模指令集架构及其应用方法技术

技术编号:26342101 阅读:49 留言:0更新日期:2020-11-13 20:30
本发明专利技术提供了一种可重构计算的双模指令集架构及其应用方法,在一条功能指令译码后控制信号将保持不变,多条操作指令根据控制器输出的控制信号取操作数并执行相应的运算,减少了控制信号的翻转,降低了处理器的功耗。同时数据流与控制流的分离有利于深度发掘数据流间存在的并行性且降低了分支预测错误丢弃指令的代价。

【技术实现步骤摘要】
一种可重构计算的双模指令集架构及其应用方法
本专利技术涉及通信
,尤其涉及一种可重构计算的双模指令集架构及其应用方法。
技术介绍
现代移动通信算法中涉及大量矩阵运算和频繁的乘累加操作,如通信基带信号处理中的FFT算法、大规模MIMO检测算法、移动通信编码方案中的TBCC码和Turbo码的生成等,这些数据密集型算法使得能源效率和灵活性成为计算架构的主要标准。在现有的计算架构中指令流计算架构,灵活性高、适用范围广,但是性能和功耗是该架构存在的主要问题,虽然指令流计算架构推出了如同步多线程、事务内存、推测多线程等技术,但都只是减少了内存延迟和数据同步对并行性的影响,其性能仍然受限于控制流的执行方式。数据流计算架构针对特定的应用,一般设计为通用处理器的协处理器,在设计中每个加速器都是在ASIC中针对单个应用程序定制的,包含加速器的体系结构可以带来10到100倍的能源效率提升,但是其灵活性较差,限制了计算硬件的使用范围,并且应用算法更新的工程费用很高。可重构计算架构在提高特定领域内计算性能的同时还能保持功能灵活的特性,在面积、性能、功耗之间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重构计算的双模指令集架构,所述双模指令集架构基于处理器构建,其特征在于,所述双模指令集架构包括:/n多条实现控制流的功能指令,通过调用功能指令改变处理器的功能,实现处理器的重构;/n多条实现数据流的操作指令,所述多条操作指令插设于任意两条功能指令之间,用以实现数据流计算,同时以一条功能指令接一条操作指令的方式实现指令流的计算。/n

【技术特征摘要】
1.一种可重构计算的双模指令集架构,所述双模指令集架构基于处理器构建,其特征在于,所述双模指令集架构包括:
多条实现控制流的功能指令,通过调用功能指令改变处理器的功能,实现处理器的重构;
多条实现数据流的操作指令,所述多条操作指令插设于任意两条功能指令之间,用以实现数据流计算,同时以一条功能指令接一条操作指令的方式实现指令流的计算。


2.根据权利要求1所述的双模指令集架构,其特征在于,所述操作指令的格式包括:
三操作数指令,用于实现算术运算和逻辑运算;
双操作数指令,用于实现位移运算、逻辑算术运算和分支运算;
零操作数指令,用于实现无条件跳转。


3.根据权利要求2所述的双模指令集架构,其特征在于,所述位移运算包括但不限于逻辑左移、逻辑右移和算数右移;所述逻辑算术运算但不限于立即数加法、立即数与和小于置位,所述分支运算包括但不限于分支跳转。


4.根据权利要求2所述的双模指令集架构,其特征在于,所述逻辑运算包括但不限于与、或、非和异;所述算术运算包括但不限于加法、减法、乘法和除法。


5.根据权利要求4所述的双模指令集架构,其特征在于,所述功能指令的第15位设计为标志位,14-10位设计为5位定长操作码,对应op字段,9-5位设计为配置位,对应rc字段,代表阵列的配置规模,4-0位设计为功能码,对应fuc字段...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘有耀王禹舜
申请(专利权)人:西安邮电大学
类型:发明
国别省市:陕西;61

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