【技术实现步骤摘要】
一种硬件多线程处理器设计
[0001 ] 本专利技术涉及计算机系统结构的设计。
技术介绍
在目前的单处理器系统中，多线程处理的实现多是建立在软件层面上的，即需依 靠运行操作系统来完成对线程调度的管理。这种设计方法继承了软件解决方法的很多优 点，如线程调度机制灵活以及最大并发线程数量调整容易等。同时，这种方法也存在很多不 足。首先，系统依靠操作系统软件来实现多线程操作会占用大量处理器时间，操作系 统本身管理线程的运行、线程的切换操作以及线程工作现场的保护均需要指令代码来实 现，处理系统在实现一次线程切换操作时，需要消耗大量的时间才能完成上述线程的切换 和管理工作。这使得处理器执行用户线程的效率较低。其次，现今的大多数处理器结构是为单线程处理设计的。在硬件设计上没有多线 程环境下的硬件保护机制。因而单单依靠上层的操作系统实现多线程的运行，可能会存在 安全漏洞。另外，用户对于多线程编程开发，也将存在着需要依赖系统函数、编程实现较复 杂。因而专利技术提出一种用硬件实现多线程调度的处理器设计。通过处理器内部的硬件 机制来完成对多线程的调度管理，减少了系统线程切换、调度的开销。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于RISC技术的硬件实现多线程管理的处理器:MTRISC，旨在 通过硬件完成对线程的调度管理已经处理现场的保护，减少系统进行线程切换和调度的开 销。为了达到零处理时间切换的目标，采用并行对寄存器及线程执行状态等私有资源切换、 保存、恢复的实现方法。系统以指令粒度并行执行各个线程，并且每个线程通过基地址与段 地址错位相加的方式实现了灵活寻址。通过设置线...
【技术保护点】
一种硬件多线程处理器设计，其特征在于：处理器采用的是“同时多线程”技术，即在传统处理核心基础上外扩一个由硬件逻辑控制的多线程调度管理电路，来实现硬件层面上的多个线毯的调度操作。
【技术特征摘要】
1.一种硬件多线程处理器设计，其特征在于:处理器采用的是“同时多线程”技术，即 在传统处理核心基础上外扩一个由硬件逻辑控制的多线程调度管理电路，来实现硬件层面 上的多个线毯的调度操作。2.根据权利要求1所述的硬件多线程处理器，其特征在于:整个处理器只拥有一个执行内核，通过线程调度电路实现多线程运行时的对线程的切 换以及资源的保护。在这样的处理器中，每一个硬件控制的线程轮流在自己的时间片内使 用处理器的资源。3.根据权利要求1所述的硬件多线程处理器，其特征在...
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