主处理器与协处理器接口之间的异常处理方法及实现装置制造方法及图纸

一种主处理器与协处理器接口之间的异常处理方法，包括以下步骤：Ａ．当协处理器产生异常信号，并通知主处理器；Ｂ．主处理器根据产生的异常信号自动切换成产生异常的协处理器：通过将原来的主处理器状态寄存器备份到主处理器状态影子寄存器中，自动修改当前主处理器状态寄存器并选中产生异常的协处理器；Ｃ．主处理器执行完异常服务程序，通过一条主处理器异常返回指令返回的同时，根据主处理器状态影子寄存器将异常产生前的协处理器自动恢复。以及提供一种实现所述异常处理方法的装置。本发明专利技术能够加快异常处理速度、实时性良好、提高切换效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种处理器与至少一个协处理器接口之间的异常处理 方法及实现装置。
技术介绍
协处理器是针对不同的应用场合和需求、对主处理器扩展的、协 助主处理器完成特殊应用处理的处理器。越来越多的系统采用包括一 个主处理器和至少一个协处理器的结构，主处理器起着管理和控制各 个协处理器的工作。在包含多个协处理器的系统中，协处理器在显示其惊人的计算效 率和明显的性能提升的同时，又都力图回避其所采用的具体接口以及 在系统中与主处理器之间的协作关系，当多个协处理器之间频繁产生 异常后，各个协处理器之间的切换是一个相对耗时的过程，因此多个 协处理器的设计在很大程度上会影响系统整体架构的表现。中国技术专利(专利号为CN200620158473.5)公开了一种自 定时的异常监控装置。由主处理器通过地址信号线和数据信号线在其 中设置对应协处理器的预设时间，当由协处理器输出的状态信号得知 其发生异常时，通过向主处理器请求中断上报异常状态，在接收到协 处理器输出的表示状态正常的信号后重新启动该协处理器对应的状态 监控计数器。这种方法可以正确监控协处理器异常状态，但是在协处 理器产生异常到主处理器开始进行异常处理之间的一段时间内，它是通过计数器进行监控的，并不是一个实时的过程，另外其重新启动状态监控计数器也是一个相对耗时的过程。
技术实现思路
为了克服已有的主处理器与协处理器之间异常处理的相对耗时、 实时性差、切换效率低的不足，本专利技术提供一种能够加快异常处理速 度、实时性良好、提高切换效率的主处理器与协处理器接口之间的异 常处理方法及实现装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种主处理器与协处理器接口之间的异常处理方法，所述异常处 理方法包括以下步骤A. 当协处理器产生异常信号，并通知主处理器；B. 主处理器根据产生的异常信号自动切换成产生异常的协处理 器通过将原来的主处理器状态寄存器备份到主处理器状态影子寄存 器中，自动修改当前主处理器状态寄存器并选中产生异常的协处理器；C. 主处理器执行完异常服务程序，通过一条主处理器异常返回指 令返回的同时，根据主处理器状态影子寄存器将异常产生前的协处理 器自动恢复。进一步，在所述步骤A中，所述当协处理器产生异常信号的过程 由协处理器内部功能单元产生的异常信号。再进一步，在所述步骤A中，所述协处理器有至少两个，异常信 号经过仲裁器进行仲裁后通知主处理器的过程为同时有至少两个协 处理器产生的异常信号，输出给协处理器异常仲裁器，异常仲裁器根 据配置好的协处理器异常优先级，选出一个优先级最高的异常信号，通知主处理器进入异常状态；在所述步骤B中，根据协处理器异常仲裁器的信息自动修改当前 主处理器状态寄存器并选中产生异常优先级最高的协处理器。更进一步，在所述步骤C中，根据主处理器状态影子寄存器将异 常产生前的协处理器自动恢复的过程为通过将主处理器状态影子寄 存器的内容恢复到主处理器状态寄存器，同时根据主处理器状态寄存 器的内容选中进入异常状态前的协处理器。一种所述的主处理器与协处理器接口之间的异常处理方法的实现 装置，包括主处理器和协处理器，所述协处理器包括用于产生异常信 号的协处理器异常信号产生单元；所述主处理器包括用于主处理器根据主处理器状态寄存器的指示选择对应的协处理器的协处理器选择单元；用于指示当前主处理器选中的协处理器编号的主处理器状态寄 存器；用于保存主处理器出现异常前其选中的协处理器编号的主处理 器状态影子寄存器；以及用于通知主处理器处理在完成异常服务程序 后从异常状态返回到正常状态的主处理器异常返回控制单元。作为优选的一个方案所述协处理器有至少两个，所述实现装置还包括用于仲裁出现异常的协处理器之间的异常优先级，并向主处理 器请求中断上报异常并通知主处理器更新主处理器状态寄存器的协处理器异常仲裁器；各个协处理器的协处理器异常信号产生单元均与协 处理器异常仲裁器连接。进一步，在所述主处理器异常返回控制单元中，返回到正常状态 后，程序计数器的值从异常程序计数器恢复至中断或异常之前的地址， 同时，主处理器状态寄存器的值从状态影子寄存器恢复至中断或异常之前的状态。再进一步，所述协处理器选择单元中，协处理器选择信号与协处 理器一一对应过程通过主处理器状态寄存器中记录的协处理器编号 解码后进行选择。本专利技术的技术构思为本专利技术设计了专门的协处理器状态切换保 存寄存器，而且协处理器产生的异常信号可以直接通知主处理器，完 全可以保证各个协处理器的正常切换和实时响应。本专利技术的有益效果主要表现在1、能够加快异常处理速度、实时 性良好、提高切换效率；2、降低主处理器在协处理器之间切换的复杂 度。附图说明图1是本专利技术异J^处理装置的结构框图。 图2是图1中协处理器仲裁器的原理框图。 图3是异常处理的实现流程图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。 实施例1参照图3， 一种主处理器与协处理器接口之间的异常处理方法，所述异常处理方法包括以下步骤A. 当协处理器产生异常信号，并通知主处理器；B. 主处理器根据产生的异常信号自动切换成产生异常的协处理 器通过将原来的主处理器状态寄存器备份到主处理器状态影子寄存器中，自动修改当前主处理器状态寄存器并选中产生异常的协处理器；C.主处理器执行完异常服务程序，通过一条主处理器异常返回指 令返回的同时，根据主处理器状态影子寄存器将异常产生前的协处理 器自动恢复。在所述步骤A中，所述当协处理器产生异常信号的过程由协处 理器内部功能单元产生的异常信号。在所述步骤A中，所述协处理器有至少两个，异常信号经过仲裁 器进行仲裁后通知主处理器的过程为同时有至少两个协处理器产生 的异常信号，输出给协处理器异常仲裁器，异常仲裁器根据配置好的 协处理器异常优先级，选出一个优先级最高的异常信号，通知主处理 器进入异常状态；在所述步骤B中，根据协处理器异常仲裁器的信息自动修改当前 主处理器状态寄存器并选中产生异常优先级最高的协处理器。在所述步骤c中，根据主处理器状态影子寄存器将异常产生前的协处理器自动恢复的过程为通过将主处理器状态影子寄存器的内容 恢复到主处理器状态寄存器，同时根据主处理器状态寄存器的内容选 中进入异常状态前的协处理器。本实施例的一种处理器和至少一个协处理器接口之间的异常处理 方法如图3所示，具体如下(1) 开机。(2) 初始化。主处理器状态寄存器中协处理器编号被初始化为 llllh，默认指向第15个协处理器；协处理器仲裁器的默认优先级根 据协处理器编号由小到大逐渐降低。(3) 启动协处理器。(4) 如果协处理器产生异常通知协处理器仲裁器，协处理器仲 裁器根据各个协处理器异常信号进行筛选判断，通知主处理器。(5) 主处理器根据协处理器仲裁器给出的信息，将当前主处理 器状态寄存器的内容保存到状态影子寄存器中，并修改主处理器状态 寄存器中协处理器编号为产生异常的协处理，最后主处理器跳转到相 应的异常服务程序。(6) 主处理器在异常服务程序中处理协处理器事物，异常服务 程序完成后，主处理器通过一条异常返回指令返回正常状态，返回过 程包括程序计数器(PC)的值从异常程序计数器(EPC)恢复至中断或异常之前的地址，同时，处理器状态寄存器(PSR)的值从状态影子 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主处理器与协处理器接口之间的异常处理方法，所述异常处理方法包括以下步骤：　Ａ．当协处理器产生异常信号，并通知主处理器；　Ｂ．主处理器根据产生的异常信号自动切换成产生异常的协处理器：通过将原来的主处理器状态寄存器备份到主处理器 状态影子寄存器中，自动修改当前主处理器状态寄存器并选中产生异常的协处理器；　Ｃ．主处理器执行完异常服务程序，通过一条主处理器异常返回指令返回的同时，根据主处理器状态影子寄存器将异常产生前的协处理器自动恢复。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭信民，葛海通，孟建熠，严晓浪，
申请(专利权)人：杭州中天微系统有限公司，
类型：发明
国别省市：86[]