基于存储区的数据预取的处理器和方法

摘要

随着微处理器速度的提高，处理器的性能越来越受到数据访问操作的影响。当由于数据取出时间较慢，使得处理器在执行过程中需要等待数据时，这被称为处理器停顿，定量地来说，称之为处理器停顿周期。可以预料，从RAM存储器中实现预取数据是为了减少处理器停顿周期，在基于处理器的系统中进行预取的目的是减少处理器停顿周期中引起的处理时间拖延。提供一种软件和硬件组合控制的预取方法是非常有利的，因为：通过限制程序流中附加指令的数量，可以不牺牲指令带宽，并可使附加硬件资源的数量最小化。不象以前的技术中那样要利用软件或硬件检测存储器访问的规律性，硬件和软件控制的预取技术在执行时，程序流中没有明显的预取指令，并且占用最少量的附加芯片面积。为使处理器的指令带宽最小化，硬件和软件控制的预取技术使用位于处理器体系层中的附加寄存器，以规定预取区域，和每个区域使用的预取步距。有利的是，对处理器执行指令的指令带宽的影响，仅限于包含在应用程序中的用于设置这些寄存器的那些附加指令。这里，利用包含在应用程序中的存储器访问指令的间距来控制预取操作的出现频率。

主权项

1.一个用于处理包含用于访问一个外部RAM存储器的存储访问指令的指令数据的处理器，包含：-一个用于存储预取操作步距的区域步距存储单元；-一个存储区域标识符，用于存储指明外部RAM存储器中的一个存储区域的数据，在该区域内要应用上述所存储的预取操作步距；-一个预取电路，用于从外部RAM存储器中预取数据，当访问预取存储区域内的数据以便利用所述步距从所述存储器内取数据时，该预取电路响应于该预取存储步距。