[发明专利]一种分布式指令执行单元的方法及系统

权利要求书

1.一种分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1从存储单元取出所要执行的指令依次经过预译码器和译码器；

S2指令重名后进入指令分派阶段，并在执行单元A中执行；

S3判断指令分派阶段物理寄存器堆是否有空闲写端口；

S4如果有空闲写端口，指针写回数据到物理寄存器堆，更新ROB，等待提交；

S5如果没有空闲的物理寄存器堆写端口，指令进入保留站，并且翻译为MV指令，通过执行单元B的写端口，将指令结果写到物理寄存器堆。

2.根据权利要求1所述的分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述执行单元A包含加减法指令执行单元、移位指令执行单元、逻辑运算指令执行单元和分支指令执行单元。

3.根据权利要求2所述的分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述执行单元A中，每个执行单元每个时钟周期执行一条指令，译码器、重命名和指令分派发送源操作数已经准好或者可以通过forward得到源操作数指令的请求执行信号，每个执行单元根据优先级关系仲裁，仲裁成功的指令进入执行单元执行。

4.根据权利要求3所述的分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述执行单元A中，如果是译码器请求的指令执行完成，指令的结果和指令目的寄存器的逻辑寄存器编码forward到译码器，译码器根据逻辑寄存器进行比较，取到指令间的依赖数据；

如果指令是重命名或者指令分派的指令执行完成，指令的结果和指令的物理寄存器编码forward到重命名、指令分派和保留站。

5.根据权利要求2-4任一项所述的分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述执行单元A中执行的指令包括立即数、MV相关的指令，LUI指令和ADDI译码为MV指令时，指令的结果在执行单元A中可以直接forward到依赖指令；

加减法指令、移位指令、逻辑运算指令及分支指令，这类指令在执行单元中需要运算，根据重命名得到的物理寄存器，forward指令结果到依赖指令。

6.根据权利要求1所述的分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述方法中，当译码器、重命名及指令分派阶段相同类型指令请求在执行单元A执行时，优先级关系为：指令分派重命名译码器。

当指令分派阶段的指令在执行单元A中仲裁失败时，该指令进入保留站，在保留站中等待进行执行单元B中执行。

7.根据权利要求1所述的分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述方法中，在译码器中比较相邻2拍指令的逻辑寄存器编码，得到指令转发的执行结果；在重命名、指令分派及保留站中根据重命名的物理寄存器转发指令执行结果；

在指令分派时，如果指令执行完成，并且物理寄存器堆有空闲的写端口，指令把执行结果写入物理寄存器堆，并且更新ROB，指令执行完成，等待提交；

如果在指令分派执行完成，但是没有空闲的物理寄存器写端口，指令进入保留站，指令翻译为MV指令，通过执行单元B的写物理寄存器端口，写回物理寄存器堆。

8.根据权利要求1所述的分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述方法中，请求信号中指示了指令的类型，逻辑寄存器编码和物理寄存器编码，译码器产生的请求信号中，只有逻辑寄存器编码有效，物理寄存器编码无效，在仲裁模块中根据优先级判断，得到优先级最高的指令进入执行。

9.根据权利要求1所述的分布式指令执行单元的方法，其特征在于，所述方法适用物理单核及物理多核、逻辑多核和服务器和集群；不限定指令级并行的带宽和重命名实现的架构、流水线级数、实现的工艺。

10.一种分布式指令执行单元的系统，包括处理器以及存储有执行指令的存储器，当所述处理器执行所述存储器存储的所述执行指令时，所述处理器硬件执行如权利要求1-9中任一项所述的分布式指令执行单元的方法。