一种处理器的环回结构及数据环回处理方法技术

本发明专利技术公开了一种处理器的环回结构及数据环回处理方法，环回结构包括：寄存器文件单元、数据存储单元、数据读取单元，其中，寄存器文件单元，用于为数据存储单元和数据读取单元提供数据的读写服务；数据存储单元，连接寄存器文件单元，用于从寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到数据读取单元；数据读取单元，连接寄存器文件单元和数据存储单元，用于对数据存储单元反馈的数据进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到寄存器文件单元中。通过本发明专利技术，能够提高处理器的效率、降低处理器的功耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及处理器的架构设计领域，尤其涉及。
技术介绍
处理器是芯片中的核心部件，处理器的效率以及功耗在很大程度上影响着整个芯片的效率和功耗，因此在处理器架构的设计中，需要考虑如何提高处理器的效率和降低处理器的功耗。如图I所示，在传统的处理器架构中，提供以下三个数据通道通道一经由“内存一数据读取单元一寄存器文件单元”的数据通道； 通道二 经由“寄存器文件单元一运算单元一寄存器文件单元”的数据通道，该通道也称前门通道；通道三经由“寄存器文件单元一数据存储单元一内存”的数据通道。在传统的处理器架构中，运算开始之前首先要由数据读取单元将内存中的操作数读入到寄存器文件单元中；然后运算单元从寄存器文件单元中读取操作数开始运算，并将运算结果写回到寄存器文件单元中；最后数据存储单元从寄存器文件单元中读出运算结果，并将运算结果存储到内存中。在传统的处理器架构下，数据运算虽然可以在“寄存器文件单元一运算单元一寄存器文件单元”构成的前门通道内反复循环，但是，运算单元只能进行算数逻辑运算，而不能进行数据读取单元和数据存储单元提供的特殊的数据变换(例如数据的旋转移位等)。因此，如果要进行数据读取单元和数据存储单元提供的特殊的数据变换，处理器就必须将数据写回到内存中，然后再从内存中读回来。由于对内存的操作是会消耗处理器的功耗及时间的，因此在这种情况下，如果处理器频繁的对内存进行读写，会对整个处理器的效率和功耗造成很大影响。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供，以提高处理器的效率、降低处理器的功耗。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的本专利技术提供了一种处理器的环回结构，包括寄存器文件单元、数据存储单元、数据读取单元，其中，所述寄存器文件单元，用于为所述数据存储单元和数据读取单元提供数据的读写服务；所述数据存储单元，连接所述寄存器文件单元，用于从所述寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到所述数据读取单元；所述数据读取单元，连接所述寄存器文件单元和数据存储单元，用于对所述数据存储单元反馈的数据进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到所述寄存器文件单元中。所述数据存储单元和数据读取单元之间连接有数据运算和变换单元，所述数据运算和变换单元，用于对所述数据存储单元反馈的数据进一步进行运算和变换处理后提供给所述数据读取单元。所述数据存储单元进一步用于，在处理从所述读口读取的数据时，屏蔽自身对处理器的内存操作。所述环回结构还包括运算单元，连接所述寄存器文件单元，用于从所述寄存器文件单元读取源操作数，并根据源操作数进行数据运算，将得到的运算结果写入所述寄存器文件单元中。所述数据存储单元进一步用于，从所述寄存器文件单元的读口读取所述源操作数 的运算结果，并对读取的运算结果进行数据变换后反馈到所述数据读取单元；相应的，所述数据读取单元进一步用于，对所述数据存储单元反馈的运算结果进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到所述寄存器文件单元中。 所述数据变换为数据的旋转移位操作。本专利技术还提供了一种处理器的数据环回处理方法，该方法包括数据存储单元从寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到数据读取单元；数据读取单元对数据存储单元反馈的数据进行变换后，通过寄存器文件单元的写口写入到寄存器文件单元中。该方法进一步包括所述数据存储单元和数据读取单元之间连接有数据运算和变换单元，所述数据运算和变换单元对所述数据存储单元反馈的数据进一步进行运算和变换处理后提供给所述数据读取单元。该方法进一步包括所述数据存储单元在处理从所述读口读取的数据时，屏蔽自身对处理器的内存操作。该方法进一步包括连接所述寄存器文件单元的运算单元从所述寄存器文件单元读取源操作数，并根据源操作数进行数据运算，将得到的运算结果写入所述寄存器文件单元中。该方法进一步包括所述数据存储单元从寄存器文件单元的读口读取所述源操作数的运算结果，并对读取的运算结果进行数据变换后反馈到所述数据读取单元；所述数据读取单元对数据存储单元反馈的运算结果进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到所述寄存器文件单元中。所述数据变换为数据的旋转移位操作。本专利技术所提供的，提供了直接从数据存储单元到数据读取单元的指令和通道，通过提供该指令和通道，在运算单元完成运算并通过数据存储单元的数据变换后，并不直接将数据写入内存，而是将数据环回并反馈到数据读取单元。该通道重用了数据存储单元和数据读取单元的特殊的数据变换功能(包括数据的旋转移位等等)、以及它们对寄存器文件单元的读写端口，并在需要时可以在数据存储单元和数据读取单元之间加入其它的数据运算和变换单元；该通道与“寄存器文件单元一运算单元一寄存器文件单元”的通道是相互独立的，可以并行执行操作，它们可以互不影响的独立工作。通过本专利技术，避免了处理器对内存的存取操作、以及由于读写内存造成的读写冲突，有效提高了处理器的工作效率、降低了处理器的功耗。附图说明 图I为现有的处理器架构示意图；图2为本专利技术实施例中的处理器环回结构的示意图一；图3为本专利技术实施例中的处理器环回结构的示意图二 ；图4为本专利技术实施例中处理器的数据环回处理的时序图；图5为本专利技术实施例的处理器环回结构中独立的前门通道和后门通道的示意图；图6为本专利技术实施例的处理器环回结构中前门通道和后门通道形成关闭循环体的示意图。具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进一步详细阐述。本专利技术所提供的一种处理器的环回结构，主要包括寄存器文件单元、数据存储单元、数据读取单元。其中，寄存器文件单元，用于为数据存储单元和数据读取单元提供数据的读写服务；数据存储单元，连接寄存器文件单元，用于从寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到数据读取单元；数据读取单元，连接寄存器文件单元和数据存储单元，用于对数据存储单元反馈的数据进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到寄存器文件单元中。较佳的，数据存储单元和数据读取单元之间还可以连接有数据运算和变换单元，该数据运算和变换单元用于对数据存储单元反馈的数据进一步进行运算和变换处理后提供给数据读取单元。另外，数据存储单元在处理从读口读取的数据时，需要屏蔽自身对处理器的内存操作。进一步的，环回结构还可以包括运算单元，连接寄存器文件单元，用于从寄存器文件单元读取源操作数，并根据源操作数进行数据运算，将得到的运算结果写入寄存器文件单兀中。那么，数据存储单元可进一步用于，从寄存器文件单元的读口读取源操作数的运算结果，并对读取的运算结果进行数据变换后反馈到数据读取单元；相应的，数据读取单元进一步用于，对数据存储单元反馈的运算结果进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到寄存器文件单元中。本专利技术所提供的处理器的数据环回处理方法，主要包括数据存储单元从寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到数据读取单元；数据读取单元对数据存储单元反馈的数据进行变换后，通过寄存器文件单元的写口写入到寄存器文件单元中。较佳的，该方法进一步包括连接寄存器文件单元的运算单元从寄存器文件单元读取源操作数，并根据源操作数进行数据运算，将得到的运算结果写入寄存器文件单元中。那么相应的，数据存储单元可以从寄存器文件单元的读口读取源操作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理器的环回结构，其特征在于，包括：寄存器文件单元、数据存储单元、数据读取单元，其中，所述寄存器文件单元，用于为所述数据存储单元和数据读取单元提供数据的读写服务；所述数据存储单元，连接所述寄存器文件单元，用于从所述寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到所述数据读取单元；所述数据读取单元，连接所述寄存器文件单元和数据存储单元，用于对所述数据存储单元反馈的数据进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到所述寄存器文件单元中。

【技术特征摘要】
1.一种处理器的环回结构，其特征在于，包括寄存器文件单元、数据存储单元、数据读取单元，其中， 所述寄存器文件单元，用于为所述数据存储单元和数据读取单元提供数据的读写服务; 所述数据存储单元，连接所述寄存器文件单元，用于从所述寄存器文件单元的读口读取数据，并对读取的数据进行数据变换后反馈到所述数据读取单元； 所述数据读取单元，连接所述寄存器文件单元和数据存储单元，用于对所述数据存储单元反馈的数据进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到所述寄存器文件单元中。2.根据权利要求I所述处理器的环回结构，其特征在于，所述数据存储单元和数据读取单元之间连接有数据运算和变换单元， 所述数据运算和变换单元，用于对所述数据存储单元反馈的数据进一步进行运算和变换处理后提供给所述数据读取单元。3.根据权利要求I或2所述处理器的环回结构，其特征在于，所述数据存储单元进一步用于，在处理从所述读口读取的数据时，屏蔽自身对处理器的内存操作。4.根据权利要求I或2所述处理器的环回结构，其特征在于，所述环回结构还包括运算单元，连接所述寄存器文件单元，用于从所述寄存器文件单元读取源操作数，并根据源操作数进行数据运算，将得到的运算结果写入所述寄存器文件单元中。5.根据权利要求4所述处理器的环回结构，其特征在于，所述数据存储单元进一步用于，从所述寄存器文件单元的读口读取所述源操作数的运算结果，并对读取的运算结果进行数据变换后反馈到所述数据读取单元； 相应的，所述数据读取单元进一步用于，对所述数据存储单元反馈的运算结果进行变换后通过寄存器文件单元的写口写入到所述寄存器文件单元中。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：黎立煌，李炜，
申请(专利权)人：中兴通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：