[发明专利]支持硬件非对齐存储访问的RISC处理器加载/存储单元

摘要

一种支持硬件非对齐存储访问的RISC处理器加载/存储单元，包括地址计算单元、对齐控制单元、请求控制单元和请求数据单元，在地址计算单元完成访问地址计算后，对齐控制单元根据该指令的数据位宽对该地址进行检测，若检测到非对齐访问则启动拆分操作机制；根据访问具体地址、数据位宽和指令类型进行最优化拆分。本发明支持硬件非对齐存储访问、大大提高访问效率、存储利用率较高、提升处理器性能。

主权项

一种支持硬件非对齐存储访问的RISC处理器加载/存储单元，包括：地址计算单元，根据具体指令信息将基址和偏移量相加计算访存地址；对齐控制单元，连接到地址计算单元的输出端，检测访问地址对齐性，判断到非对齐后启动拆分过程，地址对齐则启动正常请求过程；请求控制单元，连接到对齐控制单元，根据对齐控制单元的状态，产生对总线接口的请求控制信号，指令完成时向处理器退休单元发起退休控制信号；请求数据单元，连接到地址计算单元和对齐控制单元，产生对总线接口的请求数据信号，加载指令完成时向处理器退休单元发送回写数据；其特征在于：根据加载/存储的具体地址和请求数据位宽决定拆分子操作的位宽和数目，针对不同情况在最小资源下进行最优化拆分，所述最优化拆分操作是指：对于非对齐半字加载指令，若低位地址未跨越字界限则只拆分一次字加载子操作，若低位地址跨越字界限则拆分两次字加载子操作；对于非对齐字加载指令，一律拆分两次字加载子操作；对于非对齐半字存储指令，一律拆分为两次字节存储子操作；对于非对齐字存储指令，若低位地址半字对齐则拆分为两次半字存储子操作，若低位地址半字也非对齐则依次拆分为一次字节加载子操作，一次半字加载子操作和一次字节加载子操作。