[发明专利]用于调度发布队列中指令的方法及处理器

说明书

本发明提出一种用于调度发布队列中指令的方法及处理器，包括：由一选择逻辑从对应的发布队列分段中选取一最大数量为第一数量的指令；由一过滤器根据由一仲裁器所反馈的一反馈数据判断前一时钟周期的发布指令是否与所选取的指令重复；当上述发布指令与所选取的指令重复时，由上述过滤器丢弃重复的指令并保留一最大数量为第二数量的剩余指令以送至一缓冲器；以及由上述仲裁器决定上述发布队列分段的指令发布数量，并根据上述发布队列分段的上述指令发布数量从上述缓冲器中的上述剩余指令中选出指令来输出以进行发布。由此，大幅减轻了电路速度及发布队列大小的限制，使得指令发布窗口的大小能够被扩大，以增进处理器乱序执行的效能。

技术领域

本发明有关于一种用于调度发布队列中指令的方法及处理器，且特别有关于运用在超标量(Superscalar)处理器的一种用于调度发布队列中指令的方法及处理器。

背景技术

指令发布窗口(instruction issue window)为现代超标量处理器实现高性能的关键因素。一个主要的决定因素在于发布队列(issue queue)的大小。

目前常见的有两种发布队列，第一种为传统的发布队列，另一种为循环分段(cyclic segmented)发布队列。图1显示传统的发布队列。如图所示，重命名(rename)单元中的指令随机进入发布队列，因此发布队列条目(entry)与程序顺序无关。顺序(或年龄(age))保留在另一个序列或矩阵中。此种发行队列具有高利用率，但是调度器的灵活性较低。

图2显示循环分段发布队列。如图所示，重命名器中的指令会连续进入分段发布队列seg0至segi，因此发布队列的每个条目均循环地按程序顺序排列。此种发布队列将大大简化调度器。

而上述两种发布队列的结构都需执行单时钟周期循环，例如，请求及确认操作循环。此单一时钟周期的确认循环的执行通常是调度器的关键路径，并直接限制了电路速度及发布队列的大小，进而限制了指令发布窗口的大小，影响了处理器乱序执行的效能。这是因为一指令应在单一时钟周期的同一循环内发布并清除其就绪状态，否则可能会被发布两次，进而导致错误。

因此，需要一种用于调度发布队列中指令的方法及处理器，以改善上述问题。

发明内容

以下公开的内容仅为示例性的，且不意指以任何方式加以限制。除所述说明方面、实施方式和特征之外，通过参照附图和下述具体实施方式，其他方面、实施方式和特征也将显而易见。即，以下公开的内容被提供以介绍概念、重点、益处及本发明所描述新颖且非显而易见的技术优势。所选择，非所有的，实施例将进一步详细描述如下。因此，以下公开的内容并不意旨在所要求保护主题的必要特征，也不意旨在决定所要求保护主题的范围中使用。

因此，本发明的主要目的即在于提供一种用于调度发布队列中指令的方法及处理器，以改善上述缺点。

本发明提出一种用于调度发布队列中指令的方法，包括：由一选择逻辑从对应的发布队列分段中选取一最大数量为第一数量的指令；由一过滤器根据由一仲裁器所反馈的一反馈数据判断前一时钟周期的发布指令是否与所选取的指令重复；当上述发布指令与所选取的指令重复时，由上述过滤器丢弃重复的指令并保留一最大数量为第二数量的剩余指令以送至一缓冲器；以及由上述仲裁器决定上述发布队列分段的指令发布数量，并根据上述发布队列分段的上述指令发布数量从上述缓冲器中的上述剩余指令中选出指令来输出以进行发布。

在一些实施例中，上述第一数量为上述第二数量的两倍。

在一些实施例中，其中上述反馈数据包括对应前一时钟周期的上述发布指令的地址或标签。

在一些实施例中，其中当上述过滤器丢弃重复的指令后的指令数量超过上述第二数量时，上述过滤器将丢弃重复的指令后上述第二数量的最旧的指令保留为上述剩余指令。