一种实现片上影子堆栈存储器的方法及其电路

摘要

本发明公开了一种实现片上影子堆栈存储器的方法及其电路，涉及微处理器内部堆栈操作方法和存储电路。包括片上影子堆栈存储器，配置寄存器，片选电路，地址比较电路，地址译码电路，存储控制器，片外存储器等。采用动态配置的方法，将在片外存储器中高频率访问的堆栈段单元的数据映射到片上影子堆栈存储器中，在微处理器进行堆栈操作时，访问片上影子堆栈存储器。因此，可以避免因访问堆栈而使得存储器页面缺失的问题，减少了不必要的页面切换时间。同时利用该片上影子堆栈存储器还降低了存储功耗，加快了微处理器的运行速度使得片上系统性能大为提升，解决了当前手持终端和消费类电子在性能和功耗上的问题。

主权项

1.一种实现片上影子堆栈存储器的方法，包括有处理器内核通过总线与片外存储器相连，由存储控制器完成对片外存储器的访问控制，其特征是：片上影子堆栈存储器采用分为多段方式存储，并设置有与分段数量相同的配置寄存器存放各段的首地址，访问片外存储器堆栈单元的地址经总线送到地址译码电路，地址比较电路比较来自地址译码电路的要访问存储单元的地址与配置寄存器中的各段首地址，将比较结果送到片选电路用于选择片外存储器或者片上影子堆栈存储器，完成对片外存储器或者片上影子堆栈存储器中存储单元的访问，用配置寄存器中的段首地址及总线中地址总线的地址作为段内偏移量来选择片上影子堆栈存储器中的相应段和段内的相应存储单元，片上影子堆栈存储器的读写控制信号来自存储控制器；片上影子堆栈存储器映射配置阶段：处理器内核执行指令通过总线读取配置寄存器的段首地址内容，将片外存储器已经映射到片上影子堆栈存储器的内容重新放回到片外存储器中；根据需要重新设定配置寄存器的内容，并将片外存储器相应堆栈段的内容映射到片上影子堆栈存储器中；所述的将片外存储器已经映射到片上影子堆栈存储器的内容重新放回到片外存储器中以及将片外存储器相应堆栈段的内容映射到片上影子堆栈存储器中，可以采用处理器内核执行指令、硬件中断方式或者DMA方式传输；片上影子堆栈存储器工作阶段：当处理器内核执行堆栈操作指令或者硬件中断进行堆栈操作时，向总线申请读写片外存储器堆栈段数据，地址译码电路将处理器内核申请访问的地址进行地址解析，并通过地址比较电路判断当前所访问的地址是否与配置寄存器的某一个内容相同，相同则片选电路产生选择片上影子堆栈存储器信号，选择地址吻合的那个片上堆栈存储器段进行访问；否则片选电路产生选择片外存储器的信号，由存储控制器完成对外部存储器的访问。