[发明专利]数字信号处理器和基带通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字信号处理器(DSP)，例如基于SIMT的DSP。

背景技术

许多移动通信设备使用包括了一个或多个数字信号处理器(DSP)的无线电收发器。

为了提高性能和可靠性，许多移动终端目前使用一类称为基带处理器(BBP)的DSP，以用于操控与接收的无线电信号的处理以及要发送的信号的准备相关联的许多信号处理功能。由于这些功能与时序高度相关并且可能需要实时操作系统，因此将这些功能从主处理器中分离出来是有利的。期望这种基带处理器应当尽可能地灵活，以适应不断发展的标准并允许硬件再利用。因此，已经研发出可编程基带处理器，即PBBP。

此类处理器中频繁执行的许多功能对大量的数据样本执行操作。因此，称为单指令多数据(SIMD)处理器的一类处理器较为有用，因为它能够使单个指令操作多个数据项，而不是一次仅操作一个数据项。多个数据项可设置在向量中，并且适于操作数据向量的处理单元在本文中将称为向量执行单元。

随着SIMD架构的进一步发展，已经研发出单指令流-多任务(SIMT)体系架构。通常，SIMT架构中已具有与作为内核处理器一部分的整数执行单元相关的一个或两个SIMD类向量执行单元。

国际专利申请WO2007/018467公开了一种根据SIMT架构的DSP，其具有包括整数处理器和程序存储器的处理器内核，以及与内核连接但未集成在内核中的两个向量执行单元。该向量执行单元可以为复杂算法逻辑单元(Complex Arithmetic Logic Units，CALU)或复杂乘法累加单元(CMAC，Complex Multiply-Accumulate Units)。该内核具有向执行单元分配指令的程序存储器。在WO2007/018467专利文献中，每一向量执行单元具有单独的指令解码器。这可以有效地方式实现向量执行单元的使用在彼此之间独立，以及与处理器的其他部分之间独立。

发明内容

本发明的目的在于使SIMT处理器更加灵活并且能够更有效地使用程序存储器、发布基带和执行单元。

根据本发明，该目的通过如下数字信号处理器来实现，其包括：

-处理器内核，其包括配置为执行整数指令的整数执行单元；和

-至少第一和第二向量执行单元，所述第一和第二向量执行单元与所述处理器内核分开并与所述处理器内核耦合，所述向量执行单元分别具有第一数目和第二数目的数据路径，所述向量执行单元配置为执行指令，所述指令包括对向量形式的多个数据进行操作的向量指令；

-所述数字信号处理器包括设置为用以为所述第一和第二向量执行单元保存指令的程序存储器，以及用于向所述第一和第二向量执行单元发出包括向量指令的指令的发布逻辑。

所述数字信号处理器的特征在于：所述处理器包括用于选择将在同一时刻接收并执行相同指令的至少两个执行单元的发布控制单元，以及用于向所述至少两个执行单元发送指令的逻辑。

在上述定义的处理器中，相同的指令可用来控制多个执行单元。这大大减少了在向多个执行单元发送相同指令时的控制开销。这还能够在多个执行单元上并行执行相同指令。同时开启几个执行单元的可能性使得对指令的处理非常高效。执行单元可以是向量执行单元、标量执行单元或整数执行单元。标量执行单元设置为用以一次处理一个数据项，但该数据项可以是整数或复数值。例如，可将相同的向量指令发送给要对不同的数据集执行操作的两个或多个向量执行单元。通常发送到多于一个向量执行单元的非向量指令的示例是clear和star。例如，可以具有一个包括所有向量执行单元的发布组。

在一优选实施例中，每个向量执行单元包括向量控制器，其设置为用以确定指令是否是向量指令，如果是，则通知设置为用以保存向量长度的计数寄存器，所述向量控制器还设置为用以控制指令的执行。

该处理器还包括一个或多个本领域已知的加速器。术语功能单元，当其使用在本文中时表示执行单元或加速器。

优选地，定义了多个发布组，每个发布组包括至少一个执行单元，并且至少一个发布组包括多于一个的执行单元，并且所述控制单元设置为用以通过选择发布组来选择所述至少两个执行单元。这可以硬编码在内核中。

备选地，在一优选实施例中，发布控制单元进一步包括与至少一个发布组相关联的至少一个掩码，所述掩码表明所述发布组中的哪个或哪些执行单元应当接收并执行所述指令。这使得可以改变对发布组的定义，并且针对每个发布组改变对执行单元的选择，由此使得处理器更加灵活。