[发明专利]一种实现处理器直接连接扩展计算模块的方法

权利要求书

1.一种实现处理器直接连接扩展计算模块的方法，其特征在于，包括：

在处理器内原有的SPR访问接口或存储访问接口上再引出1个接口用来连接扩展ALU的寄存器文件；

所述处理器的内核，访问SPR时有1个SPR接口，访问外部存储器时有1个存储访问接口，其中包括2种连接方式，方式一：SPR接口连接扩展ALU方式；方式二：存储访问接口连接扩展ALU方式；连接方式为方式一，或方式一与方式二同时使用；

通过寄存器来实现所述处理器的内核与扩展ALU通信；在处理器看来，扩展ALU就是一堆寄存器；当处理器内核往扩展ALU输入寄存器写入源操作数后，扩展ALU启动运算，运算完成后结果送往扩展ALU输出寄存器；

其中：

当采取方式一时，扩展ALU的各个寄存器占用SPR地址空间；如果处理器未使用的SPR地址空间充裕，足以容纳所有扩展ALU的寄存器，则为每个扩展ALU寄存器分配SPR地址；寄存器的字长和处理器其它SPR一致；如果处理器未使用的SPR地址空间不足，则需要在处理器SPR中，或者处理器所在的SOC系统的寄存器文件中设置1个寄存器，名为“SPR页指针”，以cext_ptr标识；加入SPR页指针后，处理器访问SPR地址空间的地址就变成了{SPR页指针，处理器原访问SPR地址}；

当采用方式二时，通过存储访问接口连接扩展ALU时，有多个连接位置；处理器的内核发出的存储访问并不是和外部总线直接相连接，而是要经过Dcache/DMMU，BIU模块；连接扩展ALU的位置，在处理器内核和Dcache之间，或在Dcache/DMMU和BIU之间，或在BIU之后；具体连接位置要根据处理器哪处接口便于连接来确定；如果都能连接，应优先选择距离处理器内核较近的位置。

2.根据权利要求1所述的一种实现处理器直接连接扩展计算模块的方法，其特征在于:所述扩展ALU输入和输出寄存器是同一个，或分开。

3.根据权利要求1所述的一种实现处理器直接连接扩展计算模块的方法，其特征在于:当扩展ALU需要的数据比较多时，使用1个或多个寄存器来存放控制信息。

4.根据权利要求1所述的一种实现处理器直接连接扩展计算模块的方法，其特征在于:所述扩展ALU启动运算的方式为：

a、处理器内核往扩展ALU输入寄存器中写入数据，这个“写入动作”会触发扩展ALU运算开始；当输入寄存器有多个时，最后1个或约定某一个写入将触发扩展ALU运算；当采取这种方式时，扩展ALU的启动使能是由寄存器写入地址和寄存器写使能共同触发；

或者b、在扩展ALU输入或输出寄存器中有1位标志位，处理器内核写入完输入寄存器时置位或清零此标志位以告诉扩展ALU启动运算。

5.根据权利要求1所述的一种实现处理器直接连接扩展计算模块的方法，其特征在于:所述扩展ALU返回运算结果的方式为：

a、处理器内核直接读取输出寄存器得到运算结果；如果扩展ALU还未运算完成，会阻塞处理器内核读取输出寄存器，直到运算完成更新输出寄存器后；

或者b、在扩展ALU输入或输出寄存器中有1位标志位，处理器内核写入完输入寄存器时置位或清零此标志位以告诉扩展ALU启动运算，扩展ALU运算完成后自动清零或置位此标志位；处理器内核读取此标志位来判断扩展ALU运算是否完成；当发现运算完成时再读取输出寄存器；

或者c、如果扩展ALU运算所使用的时间较长，其与处理器的通信方式使用中断，当扩展ALU运算完成时，采用中断的方式通知处理器运算完成。