发明名称 具有静态分支预测支援之去耦合提取执行引擎
摘要 本发明提供一种具有静态分支预测支援之去耦合提取执行引擎。一种使指令提取自一个执行管线中去耦合而用以于一个电脑处理系统中预先提取分支指令的目标之方法,该方法包括产生一个预备分支(PBR)操作之步骤。该PBR操作包括相对应至一个到那里成对之分支的位址位元和相对应至该分支其一个期望目标的位址位元。将执行该PBR操作排在执行该成对分支之前,以于该等两个执行之间强制一个合适的等待时间。一旦执行了该PBR操作时,即利用该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元判定该成对分支是否为可用的。当该成对分支为可用的时,则利用该PBR操作该等相对应至该期望分支目标的位址位元提取该期望分支目标。
申请公布号 TW563064 申请公布日期 2003.11.21
申请号 TW089114336 申请日期 2000.07.18
申请人 万国商业机器公司 发明人 亚瑟A 布莱特;杰森E 弗利兹
分类号 G06F9/32 主分类号 G06F9/32
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种使指令提取自一个执行管线中去耦合而用以于一个电脑处理系统中预先提取分支指令的目标之方法,该方法包括以下步骤:产生一个预备分支(PBR)操作,其中该PBR操作包括相对应至一个到那里成对之分支的位址位元和相对应至该分支其一个期望目标的位址位元;将执行该PBR操作排在执行该成对分支之前,以于该等两个执行之间强制一个合适的等待时间;一旦执行了该PBR操作时,即利用该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元判定该成对分支是否为可用的;及当该成对分支为可用的时,则利用该PBR操作该等相对应至该期望分支目标的位址位元提取该期望分支目标。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元包括该成对分支中一个预先决定的位元总数。3.如申请专利范围第2项之方法,其中该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元包括n个最低有效位元,且该排程步骤包括定义一2n个操作的排程视窗之步骤,其中可独一无二地识别该成对分支。4.如申请专利范围第1项之方法,其中该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元包括一个指令群组的一个位址,及一个用以识别该指令群组内该成对分支之一个位置的识别码。5.如申请专利范围第4项之方法,其中该指令群组仅包括一个分支指令。6.如申请专利范围第1项之方法,其中将执行该PBR操作安排在执行该成对分支的e+w+f+d-1个周期之前,其中e为该PBR操作其若干个执行阶段,w为若干个相对应至一个缆线延迟的周期,f为若干个指令提取阶段,及d为若干个解码和暂存器提取阶段。7.如申请专利范围第1项之方法,其中该判定步骤包括比较该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元和其它指令的位址位元之步骤。8.如申请专利范围第1项之方法,其中该判定步骤包括检视该等其它指令之有效性的步骤。9.如申请专利范围第1项之方法,其中当该成对分支为一个执行管线中或一个指令缓冲器中的一成对分支时,且当该成对分支正由一个指令快取记忆体提取时,则该成对分支为可用的。10.如申请专利范围第1项之方法,当该成对分支为可用的时,则更进一步包括使随即跟在该成对分支之后的循序操作无效之步骤。11.如申请专利范围第1项之方法,其中该电脑处理系统能在每一个周期发行多个指令。12.如申请专利范围第1项之方法,更进一步包括指示该PBR操作是否为待解决之步骤。13.如申请专利范围第1项之方法,更进一步包括一旦将该成对分支解码时,即终止该PBR操作及开始一下一个PBR操作之步骤。14.如申请专利范围第1项之方法,更进一步包括以下步骤:将该成对分支解码;及使所有跟在该成对分支之后的操作无效,及当侦测出一个错误预测时、提取该成对分支其一个正确的目标。15.如申请专利范围第14项之方法,其中提取该正确的目标之该步骤包括以下步骤:当错误预测为采用该成对分支时,则提取一个随即跟在该成对分支之后的指令。16.如申请专利范围第14项之方法,其中提取该正确的目标之该步骤包括以下步骤:当错误预测为不采用该成对分支时,则提取一个相对应至该成对分支中所指定之一个目标位址的指令。17.一种使指令提取自一个执行管线中去耦合而用以于一个电脑处理系统中预先提取分支指令的目标之装置,包括:用以产生一个预备分支(PBR)操作之装置,其中该PBR操作包括相对应至一个到那里成对之分支的位址位元和相对应至该分支其一个期望目标的位址位元;用以将执行该PBR操作排在执行该成对分支之前、以于该等两个执行之间强制一个合适的等待时间之装置;一旦执行该PBR操作时,用以利用该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元判定该成对分支是否为可用的之装置;及当该成对分支为可用的时,用以利用该PBR操作该等相对应至该期望分支目标的位址位元提取该期望分支目标之装置。18.如申请专利范围第17项之装置,其中该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元包括该成对分支中一个预先决定的位元总数。19.如申请专利范围第18项之装置,其中该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元包括n个最低有效位元,且该排程步骤包括定义一2n个操作的排程视窗之步骤,其中可独一无二地识别该成对分支。20.如申请专利范围第17项之装置,其中该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元包括一个指令群组的一个位址,及一个用以识别该指令群组内该成对分支之一个位置的识别码。21.如申请专利范围第20项之装置,其中该指令群组仅包括一个分支指令。22.如申请专利范围第17项之装置,其中该用以排程之装置将执行该PBR操作安排在执行该成对分支的e+w+f+d-1个周期之前,其中e为该PBR操作其若干个执行阶段,w为若干个相对应至一个缆线延迟的周期,f为若干个指令提取阶段,及d为若干个解码和暂存器提取阶段。23.如申请专利范围第17项之装置,其中该判定装置包括用以比较该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元和其它指令的位址位元之装置。24.如申请专利范围第17项之装置,其中该判定装置包括用以检视该等其它指令之有效性的装置。25.如申请专利范围第17项之装置,其中当该成对分支为一个执行管线中或一个指令缓冲器中的一个成对分支时,当该成对分支正由一个指令快取记忆体提取时,则该成对分支为可用的。26.如申请专利范围第17项之装置,当该成对分支为可用的时,则更进一步包括用以使随即跟在该成对分支之后的循序操作无效之装置。27.如申请专利范围第17项之装置,其中该电脑处理系统能在每一个周期发行多个指令。28.如申请专利范围第17项之装置,更进一步包括用以指示该PBR操作是否为待解决之装置。29.如申请专利范围第17项之装置,更进一步包括一旦将该成对分支解码时,即用以终止该PBR操作及开始一下一个PBR操作之装置。30.如申请专利范围第17项之装置,更进一步包括:用以将该成对分支解码之装置;及用以使所有跟在该成对分支之后的操作无效之装置,及当侦测出一个错误预测时、用以提取该成对分支其一个正确目标之装置。31.如申请专利范围第30项之装置,其中该用以提取该正确目标之装置包括:当错误预测为采用该成对分支时,用以提取一个随即跟在该成对分支之后的指令之装置。32.如申请专利范围第30项之装置,其中该用以提取该正确目标之装置包括:当错误预测为不采用该成对分支时,用以提取一个相对应至该成对分支中所指定之一个目标位址的指令之装置。33.一种使指令提取自一个执行管线中去耦合而用以于一个电脑处理系统中预先提取分支指令的目标之装置,包括:用以产生一个预备分支(PBR)操作之装置,其中该PBR操作包括相对应至一个到那里成对之分支的位址位元和相对应至该分支其一个期望目标的位址位元,该等相对应至该成对分支的位址位元指示一个指令群组中该成对分支的位置;用以将执行该PBR操作排在执行该成对分支之前、以于该等两个执行之间强制一个合适的等待时间之装置;一旦执行该PBR操作时,用以利用该PBR操作该等相对应至该成对分支的位址位元判定该成对分支是否为可用的之装置;当该成对分支为可用的时,用以利用该PBR操作该等相对应至该期望分支目标的位址位元提取该期望分支目标之装置;用以自该指令群组中撷取该成对分支之装置;用以将该成对分支解码之装置;及用以使所有跟在该成对分支之后的操作无效之装置,及当侦测出一个错误预测时、用以提取该成对分支其一个正确目标之装置。34.如申请专利范围第33项之装置,其中该PBR操作该等相对应至该成对分支的位指位元包括该指令群组的一个位元,及该指令群组内该成对分支的一个位移。35.如申请专利范围第33项之装置,其中将该指令群组中任何两个连续的指令定义成利用该等两个连续指令之间之一个平行指示位元的平行。图式简单说明:图1,为例证说明提取一个分支指令其预测之分支目标的时序图示;图2,为一种根据本发明一个体系、用以支援静态分支预测之去耦合提取执行结构之图示;图3,为一种使指令提取自一个执行管线中去耦合、而用以于一个电脑处理系统中预先提取分支指令的目标之方法的流程图;图4,为就一个PBR操作的成对分支例证说明该PBR操作其排程之图示;图5,为例证说明一个预备分支操作和该预备分支操作其成对分支之间该最佳等待时间的图示;图6,为一种根据本发明另一个体系、用以支援静态分支预测之去耦合提取执行结构之图示;图7,为根据本发明一个体系例证说明包含在图6该等指令缓冲器中之该等栏位的图示;图8,为根据本发明一个体系例证说明包含在图6该PBR待解决表中之该等栏位的图示;图9,为例证说明图6该提取控制单元508之图示;及图10,为例证说明根据本发明一个体系之封装选取的图示。
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