[发明专利]一种缓存系统和方法

权利要求书

1.一种缓存方法，其特征在于，对填充到一级缓存的指令进行审查，提取出相应的指令信息；

根据所述指令信息，将一级缓存中所有分支指令的分支目标指令预先存储到二级缓存中；

提供一个第一读指针对一级缓存寻址以读出对应指令供处理器核执行；

根据处理器核执行指令产生的反馈信息，更新第一读指针的值；

当处理器核执行分支指令时，无论分支转移是否发生，后续将被执行的指令已经存储在二级缓存中；和

若分支转移发生，第一读指针被更新为所述分支指令的分支目标寻址地址值；若分支转移没有发生，第一读指针被更新为该分支指令顺序执行的后一条指令的寻址地址值。

2.如权利要求1所述的缓存方法，其特征在于，根据所述指令信息，提前将处理器核将要执行到的分支指令的分支目标指令从二级缓存填充到一级缓存，使得处理器核执行到该分支指令时，无论分支转移是否发生，后续将被执行的指令已经存储在一级缓存中。

3.如权利要求2所述的缓存方法，其特征在于，对填充到一级缓存的指令进行审查，提取出相应的指令信息；第一读指针根据所述指令信息而非指令本身的功能确定如何更新。

4.如权利要求2所述的缓存方法，其特征在于，当第一读指针指向一条有条件分支指令，且其后一条是无条件分支指令时，则根据处理器核对有条件分支指令的执行结果：

若分支转移发生，第一读指针被更新为所述有条件分支指令的分支目标寻址地址值；若分支转移没有发生，第一读指针被更新为所述无条件分支指令的分支目标寻址地址值；

使得处理器核不需要单独一个时钟周期执行所述无条件分支指令。

5.如权利要求2所述的缓存方法，其特征在于，对第一读指针的值进行缓冲，并由所述缓冲后的第一读指针值对一级缓存寻址以读出对应指令供处理器核执行；

第一读指针提前指向分支指令，若该分支指令的分支目标指令尚未存储在一级缓存中，则将该分支目标指令从二级缓存填充到一级缓存，使得处理器核执行到该分支指令时，无论分支转移是否发生，后续将被执行的指令已经存储在一级缓存中。

6.如权利要求2所述的缓存方法，其特征在于，提供一个第二读指针；所述第二读指针提前指向第一读指针之后的分支指令，若该分支指令的分支目标指令尚未存储在一级缓存中，则将该分支目标指令从二级缓存填充到一级缓存，使得处理器核执行到该分支指令时，无论分支转移是否发生，后续将被执行的指令已经存储在一级缓存中。

7.如权利要求6所述的缓存方法，其特征在于，当处理器核执行到分支指令时，根据分支预测选择顺序执行下一指令和分支目标指令中的一个作为后续指令执行，并保存另一个的寻址地址；

若分支转移结果与分支预测一致，则继续执行后续指令；

若分支转移结果与分支预测不一致，则清空流水线，并从所述保存的寻址地址对应的指令重新执行。

8.如权利要求2所述的缓存方法，其特征在于，所述指令信息包括指令类型和分支指令的分支目标寻址地址。

9.如权利要求8所述的缓存方法，其特征在于，每条指令均对应一个指令类型，所述指令类型为一位或更多位。

10.如权利要求8所述的缓存方法，其特征在于，每条分支指令对应一个分支目标寻址地址。

11.如权利要求10所述的缓存方法，其特征在于，指令类型可以被进一步分为基本类型信息和分支指令类型；其中：

基本类型信息对分支指令和非分支指令进行区分，每条指令均对应一个基本类型信息；

分支指令类型对分支指令进行进一步区分，每条分支指令对应一个分支类型信息。

12.如权利要求11所述的缓存方法，其特征在于，所述分支指令类型包括：有条件分支指令、无条件分支指令。

13.如权利要求8所述的缓存方法，其特征在于，根据第一读指针找到对应指令的指令类型；根据第二读指针找到所述指令之后第一条分支指令的分支目标寻址地址。

14.如权利要求13所述的缓存方法，其特征在于，根据第一读指针值通过映射得到对应的第二读指针值。

15.如权利要求14所述的缓存方法，其特征在于，第二读指针值等于第一读指针指向的指令之前的分支指令数。