[发明专利]基于流水线重构的超长指令字体系架构性能模拟方法

摘要

本发明公开了一种基于流水线重构的VLIW体系架构性能模拟方法，其中，包括：第一步：E3节拍模拟；第二步：E2节拍模拟；第三步：E1节拍模拟；第四步：DC节拍模拟；第五步：DP节拍模拟；第六步：PR节拍模拟；第七步：PW节拍模拟；第八步：PS节拍模拟；第九步：PG节拍模拟。本发明基于流水线重构的超长指令字体系架构性能模拟方法，对VLIW体系结构影响流水线模拟的各个因素进行抽象和分析，基于延迟槽结构的流水线推进，能够实现VLIW体系结构流水线的模拟和精确的周期计算，为设备时钟精确的仿真模型提供理论依据和具体实现方法。

主权项

1.一种基于流水线重构的VLIW体系架构性能模拟方法，其特征在于，包括：第一步：E3节拍模拟，包括：(1)判断是否存在上一级流水，若没有上一级流水，直接跳过E3节拍，若存在上一级流水，则要判断是否收到上一级流水的E2节拍传递的地址，并若没有收到地址信息，则进行等待，否则进行步骤(2)；(2)判断是否有访存指令，若有访存指令，进行内存访问，否则进入到第二步E2节拍模拟阶段；第二步：E2节拍模拟，包括：(3)判断是否存在上一级流水，若没有上一级流水，直接跳过E2节拍，若有，判断是否接收到上一级流水的E1节拍传递的地址，若没有接收到地址信息，则进行等待，直到接收到E1传递的地址；进行步骤(4)；(4)向下一级流水传送E3节拍传递地址；第三步：E1节拍模拟，包括：(5)判断是否存在上一级流水，若没有上一级流水，直接跳过E1节拍，若有进行地址有效性判断：判断是否接收到DC节拍传递的地址或E1阶段获取的地址是否有效，若满足上述任意条件，则进行下一个阶段(6)的地址有效性判断，若两个条件都不满足则进行等待，直到满足任一条件；(6)判断当前的地址是否是上一级DC节拍传递的地址，若是，则将该上一级DC节拍传递的地址传递到下一级流水的E2节拍，若不是，直接进行(7)；(7)执行功能模拟线程；(8)开始接收相关影响流水线E1节拍模拟推进的相关因素；第四步：DC节拍模拟，包括：(9)判断是否存在上一级流水，若没有上一级流水，直接跳过DC节拍，若存在上一级流水，则判断是否接收到上一级流水的DP节拍传送的地址，若没有接收到地址，则进行等待，直到接收到DP传送的地址；(10)判断是NOP指令是否处理完或者当前PC指令是否是B指令；如果为是则执行步骤(11)，否则进行等待；(11)判断当前PC指令是否是B指令，若是B指令，则将当前PC值为整个执行包的地址，并向下一级流水E1节拍传递当前执行包的地址，否则直接向下一级流水E1节拍传递当前执行包的地址；(12)预取下一个执行包的地址，PC值更新为下个执行包的地址，并将下一个执行包的地址存储到执行包缓存区中，用于下一个执行包的执行；(13)判断当前PC值是否是执行包的最后一个指令的地址，若是执行包的最后一条指令的地址，将允许第五步的DP节拍向前推进一个节拍，执行步骤(14)，否则，直接执行步骤(14)；(14)判断NOP指令是否处理完全，若未处理完全，则将NOP指令清空，进入到下一个节拍的处理，若NOP指令已经处理完，则直接进入到下一个节拍的处理；第五步：DP节拍模拟，包括：(15)判断是否存在上一级流水，若没有上一级流水，直接跳过DP节拍，若存在上一级流水，判断当前节拍是否收到PR节拍传递的地址，若未收到PR节拍传递的地址，则进行等待，否则进行步骤(16)；(16)判断当前PC值对应的指令是否是B指令或者步骤(13)的DP是否允许向前推进，若两个条件都不满足，则进行等待，否则进行相应的地址传递；(17)向下一级流水DC节拍传递地址，并允许第六步的PR节拍向前推进；第六步：PR节拍模拟，包括：(18)判断是否存在上一级流水，若没有上一级流水，直接跳过PR节拍，若存在上一级流水，判断是否收到上一级流水的PW节拍传递的地址，若未收到PW节拍传递的地址，则进行等待，否则进行步骤(19)；(19)判断当前PC值对应的指令是否是B指令或者步骤(17)的PR节拍是否允许向前推进，若两个条件都不满足进行等待，否则进行步骤(20)；(20)向下一级流水的DC节拍传递地址信息，并允许第七步的PW向前推进；第七步：PW节拍模拟，包括：(21)判断是否存在上一级流水，若没有上一级流水，直接跳过PW节拍，若存在上一级流水，判断是否接收到PS节拍传递的地址，若没有接收到地址信息，则进行等待，直到接收到相应的地址信息；(22)判断当前PC值对应的指令是否是B指令或者步骤(20)PW节拍是否允许向前推进，若两个条件都不满足，则进行等待，否则进行步骤(23)；(23)向下一级流水PR节拍传递地址信息，并执行步骤(24)；(24)进行取指操作，获取NPC值对应的指令，并将访存操作对流水造成的影响考虑到周期计算中去，并允许第八步的PS节拍向前推进；第八步：PS节拍模拟，包括：(25)判断是否存在上一级流水，若没有上一级流水，直接跳过PS节拍，若存在上一级流水，判断是否接收到上一级流水的PG节拍传递的地址，若没有接收到地址信息，则进行等待，直到接收到PG节拍传递的地址信息；(26)判断当前PC值对应的指令是否是B指令或者PS节拍是否允许向前推进，若两个条件都不满足，则进行等待，否则进行步骤(27)；(27)执行PS节拍，向下一级流水PW节拍传递地址信息；(28)允许第九步的PG节拍向前推进；第九步：PG节拍模拟，包括：(29)首先判断当前PC值对应的指令是否是B指令，或者PG节拍是否允许向前推进，若两个条件都不满足，则进行等待，否则进行步骤(30)；(30)判断当前PC值对应的指令是否是B指令；(31)向下一级流水PS节拍传递地址信息，并关闭PG节拍。