发明名称 包含指令发送及取消控制的超大型微处理机指令管线
摘要 一种包括一RISC指令之五级整数管线的超大型多晶片微处理机,这些级包括一取出级,一解码级,一定址级,一执行级,及一记录档案写回级,一新型预先解码器在取出级中预先处理指令时将每一指令附上一独特之类别码以改善来源内容解析度及指令发送。在解码级中,整数指令依照来源记录板及其它有关来源之状况而循程式之顺序被送至功能单元。在定址及执行级中,浮点指令被重新规划并转为序列格式,并在写回级中被以顺序进出(FIFO)方式送至浮点单元。指令执行错误之例外处理,各种形式之贮藏错误以及分支错估错误皆在执行级中解决。在超大型管线中,指令优先位元容许具有较例外引起者为高之优先顺序的指令被顺利地完成,同时例外指令及较低优先顺序之指令及其功能被取消。
申请公布号 TW350046 申请公布日期 1999.01.11
申请号 TW084101225 申请日期 1995.02.11
申请人 东芝股份有限公司 发明人 乔瑟夫.史坎伦
分类号 G06F12/00 主分类号 G06F12/00
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种指令发送方法用于一具有一指令解码级随后有一指令取得级之超大型微处理机,包含下列步骤:在该所取得之指令被推进至指令解码级之前藉由附上一第一区及第二区至该所取得之指令以预先解码一所取得之指令其中该第一区包括自该所取得之指令取出之来源讯息且该第二区包括一来源类型区辨识类似于该所取得之指令之指令类型所使用之来源类别;且其后在将之推进至指令解码级之后发送该所取得之指令以产生一经解码指令,该发送步骤使用该第一区及第二区以传送该经解码之指令至一用以处理之功能单元。2.一种方法用以检验同时进入具有数个一般目的记录器之一超大型微处理机的解码级之第一指令及一第二指令之间的记录器冲突,包含下列步骤:在解码级之前藉由自位于第一指令之第一相对位置上的第一指令取出一第一目标记录器讯息区以预先解码第一指令并将该第一目标记录器讯息附于位于第一指令的一预定相对位置上;在解码级之前藉由自位于第二指令之一不同于该第一相对位置上的位置上的第二指令取出一第二目标记录器讯息区以预先解码第二指令并将该第二目标记录器讯息在相对于第二指令之该预定位置上附于第二指令上;且此后在解码级上,自第一指令取出一第一来源记录器讯息区;在解码级上,自第二指令取出一第二来源记录器讯息区;且此后比较该第一记录器目标讯息区与该第二来源记录器讯息区;及比较该第二记录器目标讯息区与该第一来源记录器讯息区。3.一种方法用以在一具有一整数功能单元及一浮点功能单元之超大型多晶片微处理器中发送整数指令及浮点指令;微处理机包括一指令取得级,之后一指令解码级,而在指令解码级之后一个后续级,包含下列步骤:(a)取得一整数指令;(b)取得一浮点指令;以及其后(c)在该整数指令被以附上一辨识区于该整数指令上而在被推进至指令解码级之前预先解码该整数指令,其中在该辨识区中之一第一値包括辨识该整数指令为一整数型指令之讯息;(d)在该浮点指令被以附上一辨识区于该浮点指令上而在推进至指令解码级之前预先解码该浮点指令,其中在辨识区中之二第一値包括辨识该浮点指令为一浮点型指令之讯息;且随后(e)在指令解码级中仅发送整数型指令;且随后(f)在后续级中发送浮点型指令。4.一种例外处理方法用于在具有顺序包括一取得级,一解码级,一定址级,一执行级;及一记录器写回级将资料写回-一般目的记录器档之一五级管线的超大型微处理机,包含下列步骤:同时发送数个指令至超大型微处理机的功能单元用以在执行级中同时执行,每一该数个指令具有一相关之与在该数个指令中之其他指令不同之例外处理逻辑层次;且随后侦测由在执行级中之该数个指令中之特定者之执行所造成之例外状况;且随后决定该数个指令之何者为该特定指令;决定该特定指令之相关例外处理逻辑层之;且其后完成任何具有相关之较该相关例外处理逻辑为高之例外处理逻辑层次为高之例外处理逻辑的指令,包括授权该较高例外处理逻辑层次指令在立即后续记录器写回级中写入一般目的记录器档并取消该特定指令及所有具有相关例外处理逻辑较该特定指令之相关例外处理逻辑层次为低之者;且取消包括禁止在立即后续记录器写回级中写至一般目的记录器。5.一种方法用以提供对一微处理机之发送单元辨识在一指令组中之一指令的来源要求的来源辨识标签,包含下列步骤:指示彼此互斥之微处理机中之来源位置限制的数个来源类别;以适当的该数个来源类别之一者整理指令组中之每一指令;辨识共用一共同发送特性之该数个来源类别之第一及第二个的来源组;以及分派一独特之二进位値给该数个来源类别之每一个,其中该第一来源类别及该第二来源类别的该二进位値共用一辨识该来源组的掩罩型式,其中该来源组包括该掩罩型式。图式简单说明:第一图为具有整数单元12及浮点单元14之超大型微处理单元(SMU)10的方块图;第二图为显示在SMU10中之一组功能指令流经(管线)之一方块图;第三图为显示SMU10之管线结构的一五级积分管线250部份之方块图,以及执行于各级之功能的叙述;第四图为显示将SMU10之管线结构之浮点管线300部份自积分管线250分离之一方块图;第五图为显示一包括积分管线250,外部取得管线302及浮点管线300之综合管线350的流程图;第六图为第二图所示之发送单元202之一详细方块图;第七图为预先解码后之重新规划指令450之一样板的代表;第八图为流经第六图所示的积分发送单元402的资料路径之方块图;第九图为显示使用记录计分板480以建立并解决来源冲突之概略示意图;第十图为依照较佳实施例的取出及发送系统500的简化方块图;第十一图为显示第十图所显示之占有4周期之指令时序的操作;第十二图为代表重新规划之浮点操作指令550之一样板及经重新规划后之浮点记忆操作552之一样板;第十三图为显示SMU10中之执行浮点载入操作的发送之概略图;及第十四图为显示SMU中执行浮点储存操作的发送之概略示意图。
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