[发明专利]一种基于指令预取的多核共享存储器控制设备

权利要求书

1.一种基于指令预取的多核共享存储器控制设备，其特征在于，包括：

访存指令缓冲模块，用于存放片上多核处理器发出的访存指令，所述指令包括命令类型、地址信息和对应的控制信息；

指令解析和地址译码模块，用于对访存指令进行命令解析和地址译码，并将译码得到的命令类型、存储器地址和数据传输个数输入到存储控制模块，同时将该指令的其他控制信息，包括处理器ID号、处理器内部读写寄存器地址传递到数据读写控制模块；

存储控制模块，根据指令解析和地址译码模块译码得到的命令类型、存储器地址和数据传输个数，控制存储接口模块和数据读写控制模块完成数据在存储器和处理器间的正确传递；

数据读写控制模块，接收来自存储控制模块、指令解析与地址译码模块的控制信号和从存储器读出的数据，主动发起数据的写入或读取操作，控制数据在存储器和片上多核处理器之间进行传输；

存储接口模块，用于按照存储器的标准时序，控制数据从存储控制模块正确写入存储器，或者将数据从存储器正确读出，并写入存储控制模块。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述访存指令缓冲模块可以在指令预取标志信号的作用下，提前取出下一条指令，并将所述的下一条指令输入指令解析和地址译码模块进行预译码。

3.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述存储控制模块包括：

读写控制逻辑：负责控制信息寄存器更新和控制指令预取标志信号发送，并根据标志寄存器的信息动态选择存储器页打开还是页关闭策略；

控制信息寄存器：用于保存当前指令的控制信息，包括命令类型、存储器地址和数据传输个数；

地址比较器：所述地址比较器负责比较当前指令执行的存储器的地址和预取的下一条指令存储器地址的关系，并产生标志地址关系的控制信息；

标志寄存器：所述标志寄存器则根据上述控制信息存储当前执行指令的存储器地址和预取下一条指令存储器地址关系的具体数值。

4.根据权利要求3所述的控制设备，其特征在于，所述指令预取包括以下步骤：

步骤500：在指令预取标志信号的作用下，提前从访存指令缓冲模块预取指令，并经过指令解析和地址译码模块进行预译码，接着跳转到步骤502；

步骤502：将预取指令进行译码后所得的存储器地址信息与当前指令存储器地址比较，接着跳转到步骤504；

步骤504：判断预取指令与当前指令指向的存储器地址是不是相同的Bank的同一行；如果是，则跳转到步骤506，如果不是，则跳转到步骤508；

步骤506：置标志寄存器低两位的值为0x1，标志寄存器406的高两位的值保持不变。接着跳转到步骤514；

步骤508：判断预取指令与当前指令指向的存储器地址是不是不同的Bank地址，如果是则跳转到步骤510，如果不是则跳转到步骤512；

步骤510：置标志寄存器低两位的值为0x2，并且将当前指令412的存储块地址BankADDR写入标志寄存器的高两位，接着跳转到步骤512；

步骤512：置标志寄存器低两位清零，标志寄存器高两位的值保持不变，接着跳转到步骤514；

步骤514：读写控制逻辑根据标志寄存器低两位值来控制存储控制设备内部的状态跳转，并且在预取指令410开始被存储控制设备执行时，用预取指令410的控制信息更新控制信息寄存器402。

5.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，所述数据读写控制模块包括：

内部总线接口：用于接受来自存储控制模块和指令解析和地址译码模块传递过来的数据和控制信息，包含处理器ID号、指定处理器内部寄存器地址和数据总线请求；

数据读写总线的地址数据寄存器：用于保存当前访存指令数据、数据总线请求和处理器内部寄存器地址；

处理器ID号寄存器：用来保持当前访存指令处理器ID号。