[发明专利]一种基于异步单轨的流水线处理器

权利要求书

1.一种基于异步单轨的流水线处理器，其特征在于，包括：异步控制模块、取指模块、译码模块、执行模块、自适应选择模块、访存模块、写回模块、存储模块、控制和状态寄存器、通用寄存器，各个模块之间通过异步单轨握手完成数据通信，其中所述异步控制模块包含多个控制单元，所述多个控制单元为多个相位解耦Click单元，所述多个相位解耦Click单元通过握手相互级联，并分别与对应的流水线连接；

所述相位解耦Click单元之间握手成功后产生控制本级流水线的click信号；

所述相位解耦Click单元产生click信号，使程序计数器根据控制信号计算指令地址，将所述指令地址传输至所述取指模块，同时向下一级相位解耦Click单元发送请求信号，其中，所述控制信号为包括跳转、异常、中断的电信号，所述请求信号为上一级相位解耦Click单元对下一级相位解耦Click单元发出的请求下一级相位解耦Click单元工作的电信号；

所述自适应选择模块从所述执行模块获取运算结果，并根据控制信号将所述运算结果传输给所述访存模块和所述写回模块，所述写回模块接收所述执行模块和所述访存模块传输的运算结果，将所述运算结果写回寄存器，所述存储模块包括指令存储模块，用于存储接收到的指令；数据存储模块，用于存储接收到的数据；

其中，在处理器开始工作前，需要初始化信号对处理器进行初始化。

2.根据权利要求1所述的一种基于异步单轨的流水线处理器，其特征在于，第一级流水线包括所述取指模块，第二级流水线包括所述译码模块，第三级流水线包括所述执行模块，第四级流水线包括所述访存模块，第五级流水线包括所述写回模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于异步单轨的流水线处理器，其特征在于，所述取指模块根据所述指令地址从所述存储模块中读取指令，将所述指令传输至所述译码模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于异步单轨的流水线处理器，其特征在于，所述译码模块对所述指令进行译码操作，并从所述控制和状态寄存器、所述通用寄存器中读取与所述指令相关的待处理数据，将所述待处理数据传输至所述执行模块。

5.根据权利要求4所述的一种基于异步单轨的流水线处理器，其特征在于，所述执行模块根据所述待处理数据执行相对应的运算，得到运算结果后将所述运算结果传输至所述访存模块。

6.根据权利要求5所述的一种基于异步单轨的流水线处理器，其特征在于，所述访存模块根据所述运算结果对所述存储模块进行读写操作。

7.根据权利要求1所述的一种基于异步单轨的流水线处理器，其特征在于，所述执行模块包括预测冲刷模块、跳转模块、旁路模块，所述预测冲刷模块对不正确的预测指令进行冲刷，所述跳转模块根据跳转信号和运算结果产生跳转地址返回给程序计数器，所述旁路模块根据寄存器地址提前从后置模块中获得需要的数据。