带有循环跳转预测单元的微处理器

摘要

一种带有循环跳转预测单元的微处理器，在微处理器指令地址产生电路内集成一个跳转预测单元，用于发现、记录程序中的小循环，并在随后的小循环反复执行过程中，预测到向后短跳转的发生，从而提前读取跳转目标地址的指令，避免了向后短跳转指令本身执行所花费的时间。预测单元由目标地址寄存器(存放小循环第一条指令的地址)、跳转指令地址寄存器(存放循环最后一条指令的地址)、跟随指令寄存器(存放小循环体之后首条指令的地址)、偏移量低位部分锁存器(记录小循环体的指令数量)，指令计数器组成(检测小循环体的结束)等组成。本发明克服了传统跳转预测方法成本较高的缺点，以较小的代价，获得与传统方法接近的预测效果及性能提升。

主权项

1、一种带有循环跳转预测单元的微处理器，其特征在指令地址产生电路中集成了跳转预测电路，用于取消程序小循环中循环指令本身的执行。该预测单元由目标地址寄存器(存放小循环第一条指令的地址)、跳转指令地址寄存器(存放循环最后一条指令的地址)、跟随指令寄存器(存放小循环体之后首条指令的地址)、偏移量低位部分锁存器(记录小循环体的指令数量)，指令计数器组成(检测小循环体的结束)等组成。当预测单元发现向后短跳转指令时，记录跳转指令的地址和目标地址、循环体之后首条指令的内容、以及循环体的大小。在随后的循环执行过程中，预测单元预测到循环跳转的发生，进而提前读取目标地址的指令，避免循环跳转指令被实际执行，从而节省循环体执行的周期数。