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指令處理裝置、方法及其使用的執(zhí)行控制裝置的制作方法

文檔序號(hào):6466372閱讀:164來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:指令處理裝置、方法及其使用的執(zhí)行控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)技術(shù),更具體地說(shuō),涉及處理計(jì)算機(jī)指令的裝置和 方法。
背景技術(shù)
在計(jì)算機(jī)中,某些指令的執(zhí)行時(shí)間不僅相對(duì)較長(zhǎng),而且是不可預(yù)知的。
例如輸入/輸出(I/O, Input/Output)指令,完成其所需的時(shí)間取決于許多 外部因素,比如在多設(shè)備共用一條總線的情況下,就必須等到總線空閑的 時(shí)候才能完成當(dāng)前的I/O指令。也就是說(shuō),I/O指令的完成時(shí)間對(duì)于處理 器來(lái)說(shuō)是不可知的。對(duì)于這類完成時(shí)間不可知的指令,如果在發(fā)出指令后 等待該指令完成才進(jìn)行后續(xù)的工作,會(huì)導(dǎo)致性能的不穩(wěn)定。因此,需要一 定的處理方法來(lái)應(yīng)對(duì)這一情況。
一種處理方法是,在發(fā)出這類完成時(shí)間不可知的指令后,處理器先進(jìn) 行其它與該指令的執(zhí)行結(jié)果無(wú)關(guān)的工作,在這類完成時(shí)間不可知的指令完 成時(shí)產(chǎn)生中斷,觸發(fā)處理器進(jìn)行后續(xù)處理。但是中斷會(huì)引發(fā)大量的上下文 切換(context switch )開銷,因此會(huì)提高工作負(fù)載。另一種處理方法是, 在編制程序時(shí),在這類完成時(shí)間不可知的指令之后設(shè)置一個(gè)條件循環(huán)監(jiān)控 例程,由該例程監(jiān)控是否在規(guī)定時(shí)限內(nèi)完成指令的執(zhí)行;如果在所述規(guī)定 時(shí)限屆滿的時(shí)候指令尚未完成,則該例程返回錯(cuò)誤報(bào)告供處理器處理。這 種方法可以將完成時(shí)間不可知的指令的執(zhí)行時(shí)間控制在一預(yù)定的時(shí)間之 內(nèi),但是監(jiān)控例程的運(yùn)行同樣需要消耗處理器資源,相當(dāng)于處理器處于負(fù) 載狀態(tài),因此會(huì)產(chǎn)生不必要的能耗。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此,本發(fā)明提供了處理指令的裝置和方法以及用于該裝置或方 法的執(zhí)行控制裝置,在控制指令執(zhí)行時(shí)間的同時(shí),既不產(chǎn)生額外的工作負(fù) 載,又不產(chǎn)生不必要的能耗。
所述指令處理裝置的指令中包括表示該指令預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的數(shù)據(jù)域,
該指令處理裝置包括執(zhí)行控制模塊,用于判斷當(dāng)前指令的處理時(shí)間是否
超過(guò)所述預(yù)定執(zhí)行時(shí)間并將判斷結(jié)果發(fā)送給執(zhí)行模塊,并且在當(dāng)前指令執(zhí)
行期間調(diào)整指令處理裝置為運(yùn)行在低能耗狀態(tài);和
執(zhí)行模塊,用于在開始執(zhí)行當(dāng)前指令時(shí)啟動(dòng)所述執(zhí)行控制模塊,并且
在所述執(zhí)行控制模塊判斷出當(dāng)前指令的處理時(shí)間超過(guò)所述預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的
情況下中止執(zhí)行該指令。
所述執(zhí)行控制模塊可以獨(dú)立于指令處理裝置,從而成為執(zhí)行控制裝置。 所述指令處理方法在指令中設(shè)置表示預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的數(shù)據(jù)域,在開始
執(zhí)行當(dāng)前指令時(shí),按照所述數(shù)據(jù)域的值裝載并啟動(dòng)定時(shí)器,并且在定時(shí)器 計(jì)時(shí)期間調(diào)整指令處理裝置為運(yùn)行在低能耗狀態(tài)。在定時(shí)器結(jié)束時(shí),當(dāng)前 指令的執(zhí)行被中止。
由于避免了采用中斷機(jī)制,因此不會(huì)產(chǎn)生額外的工作負(fù)載。所述執(zhí)行 控制模塊由硬件實(shí)現(xiàn),特別地,判斷當(dāng)前指令的處理時(shí)間是否超過(guò)所述預(yù) 定執(zhí)行時(shí)間由硬件定時(shí)器實(shí)現(xiàn),因此指令執(zhí)行裝置中不需要運(yùn)行循環(huán)監(jiān)控 例程,從而不會(huì)由于運(yùn)行該監(jiān)控例程導(dǎo)致的指令處理裝置負(fù)載而產(chǎn)生不必 要的能耗。進(jìn)一步,由于在指令執(zhí)行期間,與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模塊 均停止工作或者工作在較低的時(shí)鐘頻率下,因此進(jìn)一步降低了指令處理裝 置的能耗。


圖l是典型的指令處理裝置的框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的指令處理裝置的框圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的指令處理裝置的框圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的指令處理方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
以下參照

本發(fā)明提供的指令處理裝置和方法以及用于該裝置 或方法的執(zhí)行控制裝置。
圖1是典型的指令處理裝置框圖。
要處理一條指令,通常需要四個(gè)階段。第一個(gè)階段是預(yù)取,即根據(jù)例 如程序計(jì)數(shù)器的值,將待執(zhí)行的指令取出;第二個(gè)階段是解碼,即將待執(zhí) 行指令翻譯成能夠被指令處理裝置實(shí)際執(zhí)行的代碼;第三個(gè)階段是執(zhí)行; 第四個(gè)階段是返回執(zhí)行結(jié)果。對(duì)于輸入指令來(lái)說(shuō),返回的是從外部輸入的 數(shù)據(jù),而對(duì)于輸出指令來(lái)說(shuō),返回的可以是輸出完成的報(bào)告。這四個(gè)階段 對(duì)應(yīng)于圖1中的四個(gè)才莫塊101、 102、 103和104,這些才莫塊都在時(shí)鐘才莫塊 100的驅(qū)動(dòng)下工作。在現(xiàn)代的指令處理裝置中,通常這四個(gè)階段是流水線 式進(jìn)行的,例如當(dāng)前一條指令進(jìn)入解碼階段時(shí),后一條指令就可以進(jìn)入預(yù) 取階段。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的指令處理裝置框圖。
如圖2所示,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例一的指令處理裝置的框圖進(jìn)一步包括 執(zhí)行控制模塊210,其包括定時(shí)器模塊211和時(shí)鐘控制模塊212。定時(shí)器模 塊211可以是硬件定時(shí)器(timer)。為了配合圖2所示的指令處理裝置, 需要為指令處理裝置的指令集中的各指令增加一個(gè)數(shù)據(jù)域"超時(shí)",該數(shù) 據(jù)域表示該指令需要在預(yù)定執(zhí)行時(shí)間內(nèi)完成,如果未完成就作為出錯(cuò)處理。 在具體實(shí)現(xiàn)時(shí),對(duì)于實(shí)現(xiàn)特定功能的指令,所述"超時(shí)"數(shù)據(jù)域可以利用 指令中保留的字段實(shí)現(xiàn);也可以是新增一條新的實(shí)現(xiàn)相同功能的指令,在 該指令中自行定義該"超時(shí)"數(shù)據(jù)域。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解,字段在 指令中的具體位置可以根據(jù)情況決定。該"超時(shí)"數(shù)據(jù)域可以存放用于定 時(shí)器模塊計(jì)時(shí)的立即數(shù);也可以存放一保存該立即數(shù)的存儲(chǔ)地址。該"超 時(shí)"數(shù)據(jù)域還可以僅僅是一個(gè)以上的標(biāo)志位,在該標(biāo)志位有效時(shí)從特定的 存儲(chǔ)位置取出所述立即數(shù)或所述存儲(chǔ)地址。當(dāng)然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以采用任何其它現(xiàn)有或者未來(lái)的技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述執(zhí)行控制模塊210用于根 據(jù)該"超時(shí)"數(shù)據(jù)域判斷指令的執(zhí)行時(shí)間是否超過(guò)預(yù)定執(zhí)行時(shí)間,將判斷 結(jié)果報(bào)告給執(zhí)行模塊203;所述處理模塊210并且在指令執(zhí)行期間調(diào)整指 令處理裝置為運(yùn)行在低能耗狀態(tài),即降低指令處理裝置的能耗。
如上所述,指令在經(jīng)過(guò)預(yù)取和解碼之后,由執(zhí)行模塊203執(zhí)行。在根 據(jù)本實(shí)施例的指令處理裝置中,執(zhí)行模塊203除了執(zhí)行指令本身以外,還 啟動(dòng)執(zhí)行控制模塊210,具體為執(zhí)行模塊203將與指令中的"超時(shí)"數(shù) 據(jù)域中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值加載到定時(shí)器模塊211中,并且啟動(dòng)定時(shí)器模塊211 使其開始計(jì)時(shí);另一方面,執(zhí)行模塊203發(fā)送一調(diào)整啟動(dòng)信號(hào)到時(shí)鐘控制 模塊212,使得時(shí)鐘控制模塊212屏蔽時(shí)鐘模塊200與預(yù)取^t塊201、解碼 模塊202和寫回模塊204之間的時(shí)鐘路徑,從而讓預(yù)取模塊201、解碼模 塊202和寫回模塊204停止工作。時(shí)鐘控制模塊212也可以將這些路徑上 的時(shí)鐘降到較低的頻率,從而讓預(yù)取模塊201、解碼模塊202和寫回模塊 204工作在較低的頻率上。
如果在定時(shí)器模塊211計(jì)時(shí)結(jié)束之前,所執(zhí)行的指令完成,那么執(zhí)行 模塊203停止定時(shí)器模塊211并將其復(fù)位到初始狀態(tài),并且發(fā)送信號(hào)到時(shí) 鐘控制模塊212通知其解除屏蔽或降頻,從而重新啟動(dòng)預(yù)取模塊201、解 碼模塊202和寫回模塊204。反之,如果定時(shí)器模塊211計(jì)時(shí)結(jié)束達(dá)到初 始狀態(tài)后通知執(zhí)行模塊203,并且所執(zhí)行的指令尚未完成,則執(zhí)行模塊203 同樣發(fā)送信號(hào)到時(shí)鐘控制模塊212通知其解除屏蔽或降頻,從而重新啟動(dòng) 預(yù)取模塊201、解碼模塊202和寫回模塊204;執(zhí)行模塊203并且中止執(zhí)行 當(dāng)前指令,通知寫回模塊204返回出錯(cuò)信息。
這樣,即使處理當(dāng)前指令所需的時(shí)間較長(zhǎng),并且完成時(shí)間不可預(yù)知, 也可以通過(guò)定時(shí)器模塊211將處理時(shí)間控制在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)。進(jìn)一步,由 于定時(shí)器模塊211計(jì)時(shí)的長(zhǎng)度是由指令中的"超時(shí)"數(shù)據(jù)域傳入的,因此 可以靈活地控制所述預(yù)定執(zhí)行時(shí)間。此外,在該指令執(zhí)行期間時(shí)鐘被屏蔽 或降頻,因此指令處理裝置中大部分模塊均停止工作或工作在較低的頻率 上。也就是說(shuō),除了執(zhí)行模塊203、定時(shí)器模塊211之外,指令處理裝置整體上處于停轉(zhuǎn)狀態(tài)或者以低頻工作的狀態(tài),而非負(fù)栽狀態(tài),從而減少了 能量損耗。
事實(shí)上,完成時(shí)間不可知的指令畢竟是少數(shù),沒有必要對(duì)每一條指令
都進(jìn)行執(zhí)行時(shí)間控制??梢栽趫?zhí)行模塊203中增設(shè)一個(gè)甄別模塊213區(qū)分 是否需要進(jìn)行執(zhí)行時(shí)間控制。 一種解決方法是在設(shè)計(jì)指令集的時(shí)候,僅僅 針對(duì)完成時(shí)間不可知的指令一_例如IO指令一一設(shè)置"超時(shí)"數(shù)據(jù)域, 甄別模塊213根據(jù)指令中是否有該數(shù)據(jù)域來(lái)判斷是否需要進(jìn)行執(zhí)行時(shí)間控 制。另一種解決辦法讓甄別^^塊213識(shí)別指令的類型,僅僅當(dāng)識(shí)別出的指 令類型屬于完成時(shí)間不可知的指令時(shí),才啟動(dòng)所述執(zhí)行控制模塊210;而 當(dāng)所識(shí)別出的指令類型不屬于完成時(shí)間不可知的指令時(shí),不管該指令中該 數(shù)據(jù)域的值如何,均不啟動(dòng)所述執(zhí)行控制模塊210。所述甄別模塊213也 可以位于執(zhí)行控制模塊210中,或者是位于執(zhí)行模塊203和執(zhí)行控制模塊 210之間的獨(dú)立才莫塊。
所述時(shí)鐘控制模塊212也可以由定時(shí)器模塊211控制,采用簡(jiǎn)單的組 合邏輯即可判斷出定時(shí)器模塊211當(dāng)前是否處于初始狀態(tài),進(jìn)而根據(jù)判斷 結(jié)果,在定時(shí)器模塊211不處于初始狀態(tài),即正處于計(jì)時(shí)狀態(tài)的情況下進(jìn) 行時(shí)鐘屏蔽或降頻。此后,無(wú)論是由于指令執(zhí)行完畢由執(zhí)行模塊203將定 時(shí)器模塊211復(fù)位到初始狀態(tài),還是由于定時(shí)器模塊211計(jì)時(shí)結(jié)束回到初 始狀態(tài),時(shí)鐘控制模塊212都會(huì)根據(jù)所述組合邏輯的判斷結(jié)果停止時(shí)鐘屏 蔽或降頻。采用這種方案,執(zhí)行模塊204就無(wú)需發(fā)送所述調(diào)整啟動(dòng)信號(hào)。 換句話說(shuō),圖2中的連接221和222可以任選其一。無(wú)論選擇哪一個(gè),時(shí) 鐘控制模塊212都是在定時(shí)器模塊211計(jì)時(shí)期間進(jìn)行時(shí)鐘屏蔽或降頻。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例二的指令處理裝置框圖。
本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別之處在于,執(zhí)行控制模塊310并不通過(guò)時(shí) 鐘控制模塊控制指令處理裝置的時(shí)鐘,而是通過(guò)預(yù)取控制模塊312控制預(yù) 取模塊301。如前所述,所有指令在處理過(guò)程中都必須經(jīng)過(guò)預(yù)取階段,如 果預(yù)取模塊301停止工作了,就不會(huì)有指令進(jìn)入后續(xù)的模塊。這樣,后續(xù) 的各模塊在處理完該模塊中既有的指令后,就不會(huì)處理新的指令,即處于實(shí)際上的停轉(zhuǎn)狀態(tài),從而降低了指令處理裝置的整體能耗。當(dāng)然,時(shí)鐘控
制模塊312也可以降低預(yù)取模塊301的工作頻率。
實(shí)施例二的其他模塊與實(shí)施例一中的對(duì)應(yīng)模塊原理類似。如上所述, 指令在經(jīng)過(guò)預(yù)取和解碼之后,由執(zhí)行模塊303執(zhí)行。在根據(jù)本實(shí)施例的指 令處理裝置中,執(zhí)行模塊303除了執(zhí)行指令本身以外,還將與指令中的"超 時(shí)"數(shù)據(jù)域中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值加載到定時(shí)器模塊311中,并且啟動(dòng)定時(shí)器 模塊311使其開始計(jì)時(shí);另一方面,執(zhí)行模塊303發(fā)送一調(diào)整啟動(dòng)信號(hào)到 預(yù)取控制模塊312。預(yù)取控制模塊312可以通過(guò)改變預(yù)取模塊301的使能 信號(hào)或屏蔽預(yù)取模塊301的時(shí)鐘來(lái)使得預(yù)取模塊301停止工作,也可以通 過(guò)降低預(yù)取模塊301的時(shí)鐘頻率來(lái)使預(yù)取模塊301工作在較低的頻率。
如果在定時(shí)器模塊311計(jì)時(shí)結(jié)束之前,所執(zhí)行的指令完成,那么執(zhí)行 模塊303停止定時(shí)器模塊311并將其復(fù)位到初始狀態(tài),并且發(fā)送信號(hào)到預(yù) 取控制模塊312通知其恢復(fù)預(yù)取模塊301的正常工作。反之,如果定時(shí)器 模塊311計(jì)時(shí)結(jié)束達(dá)到初始狀態(tài)后通知執(zhí)行模塊303,并且所執(zhí)行的指令 尚未完成,則執(zhí)行模塊303同樣發(fā)送信號(hào)到預(yù)取控制模塊312通知其恢復(fù) 預(yù)取模塊的工作;執(zhí)行模塊303并且中止執(zhí)行當(dāng)前指令,通知寫回模塊304 返回出錯(cuò)信息。
同樣可以在執(zhí)行模塊303中增設(shè)一個(gè)甄別模塊313,用來(lái)區(qū)分是否需 要進(jìn)行執(zhí)行時(shí)間控制??梢栽谠O(shè)計(jì)指令集的時(shí)候,僅僅針對(duì)完成時(shí)間不可 知的指令一一例如I/0指令一一設(shè)置"超時(shí)"數(shù)據(jù)域,由甄別模塊313根 據(jù)指令中是否有該數(shù)據(jù)域來(lái)判斷是否需要進(jìn)行執(zhí)行時(shí)間控制。也可以由甄
別模塊313識(shí)別指令的類型,僅僅當(dāng)識(shí)別出的指令類型屬于完成時(shí)間不可 知的指令時(shí),才啟動(dòng)所述執(zhí)行控制模塊310。所述甄別模塊313也可以位 于執(zhí)行控制模塊310中,或者是位于執(zhí)行模塊303和執(zhí)行控制模塊310之 間的獨(dú)立才莫塊。
所述預(yù)取控制模塊312也可以由定時(shí)器模塊311控制,釆用簡(jiǎn)單的組 合邏輯即可判斷出定時(shí)器模塊311當(dāng)前是否處于初始狀態(tài),進(jìn)而根據(jù)判斷 結(jié)果,在定時(shí)器^^塊311不處于初始狀態(tài),即正處于計(jì)時(shí)狀態(tài)的情況下停止預(yù)取模塊301的工作或者降低預(yù)取模塊301的工作頻率。此后,無(wú)論是 由于指令執(zhí)行完畢由執(zhí)行模塊303將定時(shí)器模塊311復(fù)位到初始狀態(tài),還 是由于定時(shí)器模塊311計(jì)時(shí)結(jié)束回到初始狀態(tài),預(yù)取控制模塊312都會(huì)根 據(jù)所述組合邏輯的判斷結(jié)果恢復(fù)預(yù)取模塊301的正常工作。采用這種方案, 執(zhí)行^=莫塊304就無(wú)需發(fā)送所述調(diào)整啟動(dòng)信號(hào)。換句話說(shuō),圖3中的連接321 和322可以任選其一。無(wú)論選擇哪一個(gè),預(yù)取控制模塊312都是在定時(shí)器 模塊311計(jì)時(shí)期間停止預(yù)取模塊301的工作或者降低預(yù)取模塊301的工作 頻率。
需要說(shuō)明的是,在實(shí)施例一和實(shí)施例二中,均以執(zhí)行控制模塊是指令 處理裝置的一部分為例說(shuō)明了本發(fā)明實(shí)施例。在實(shí)踐中,執(zhí)行控制模塊也 可以獨(dú)立于指令處理裝置,即作為獨(dú)立的執(zhí)行控制裝置。在這種情況下, 在執(zhí)行控制裝置與指令處理裝置之間設(shè)置接口,通過(guò)所述接口,指令處理 裝置向執(zhí)行控制裝置傳遞所述"超時(shí)"數(shù)據(jù)域,所述執(zhí)行控制裝置向所述 指令處理裝置報(bào)告計(jì)時(shí)結(jié)束,以及執(zhí)行控制裝置控制所述指令處理裝置的 時(shí)鐘或預(yù)取單元。執(zhí)行控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與前面的執(zhí)行控制模塊相同。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的指令處理方法的流程圖。
在步驟401,開始執(zhí)行當(dāng)前指令。如前所述,當(dāng)前指令經(jīng)過(guò)預(yù)取和解 碼階段后,進(jìn)入執(zhí)行階段,從而進(jìn)入步驟401。
在步驟402,判斷是否需要控制當(dāng)前指令的執(zhí)行時(shí)間,如果需要?jiǎng)t進(jìn) 入403,否則進(jìn)入404。
可以通過(guò)多種方式來(lái)判斷是否需要控制當(dāng)前指令的執(zhí)行時(shí)間。 一種方 式是,判斷指令中是否包含"超時(shí)"數(shù)據(jù)域,如果有則說(shuō)明需要控制當(dāng)前 指令的執(zhí)行時(shí)間,這需要在設(shè)計(jì)指令集時(shí),僅僅為需要控制執(zhí)行時(shí)間的指
令設(shè)置"超時(shí)"數(shù)據(jù)域。另一種方式是根據(jù)指令的類型來(lái)判斷是否需要控 制執(zhí)行時(shí)間。
本步驟可以省略,這相當(dāng)于對(duì)每一條指令均執(zhí)行步驟403 - 408。 在步驟403,在需要控制當(dāng)前指令的執(zhí)行時(shí)間的情況下,將與指令中 的"超時(shí)"數(shù)據(jù)域?qū)?yīng)的值加載到硬件定時(shí)器中,并且啟動(dòng)定時(shí)器。另一方面,為了節(jié)能,讓指令處理裝置中與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模塊停止工 作或者工作在較低頻率??梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整時(shí)鐘來(lái)達(dá)到以上目的,例如屏蔽指
令處理裝置中與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模塊的時(shí)鐘,也可以降低指令處理 裝置中與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模塊的時(shí)鐘頻率。還可以通過(guò)調(diào)整指令處 理裝置中預(yù)取模塊的工作狀態(tài)來(lái)達(dá)到以上目的。例如,改變預(yù)取模塊的使 能信號(hào)、屏蔽預(yù)取模塊的時(shí)鐘信號(hào)或者降低預(yù)取模塊的時(shí)鐘信號(hào)頻率。
在步驟404,判斷指令是否執(zhí)行完畢,如果執(zhí)行完畢,則進(jìn)入步驟408, 停止并復(fù)位定時(shí)器,然后進(jìn)行后續(xù)處理。如果指令尚未執(zhí)行完畢,則i^ 步驟407。
在步驟407,判斷定時(shí)器是否計(jì)時(shí)結(jié)束,也就是判斷當(dāng)前指令的執(zhí)行 是否超過(guò)預(yù)定執(zhí)行時(shí)間。如果計(jì)時(shí)結(jié)束,說(shuō)明當(dāng)前指令的執(zhí)行已經(jīng)超過(guò)預(yù) 定執(zhí)行時(shí)間,則中止執(zhí)行當(dāng)前指令并返回錯(cuò)誤信息;否則返回步驟405。
這樣, 一條指令的執(zhí)行有兩種結(jié)果在預(yù)定執(zhí)行時(shí)間內(nèi)完成,則進(jìn)行 后續(xù)處理;未在預(yù)定執(zhí)行時(shí)間內(nèi)完成,則中止執(zhí)行,按照出錯(cuò)處理。
雖然已經(jīng)圖示和描述了本發(fā)明的若干示例性實(shí)施例,不過(guò)本領(lǐng)域技術(shù) 人員可以理解的是,在不偏離本發(fā)明原則和精神的前提下,可以對(duì)這些實(shí) 施例進(jìn)行改變,本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書及其等價(jià)變換所限定。
權(quán)利要求
1、一種指令處理裝置,其特征在于,所述指令處理裝置的指令中包括表示該指令預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的數(shù)據(jù)域,該指令處理裝置包括執(zhí)行控制模塊,用于判斷當(dāng)前指令的處理時(shí)間是否超過(guò)所述預(yù)定執(zhí)行時(shí)間并將判斷結(jié)果發(fā)送給執(zhí)行模塊,并且在當(dāng)前指令執(zhí)行期間調(diào)整指令處理裝置為運(yùn)行在低能耗狀態(tài);和執(zhí)行模塊,用于在開始執(zhí)行當(dāng)前指令時(shí)啟動(dòng)所述執(zhí)行控制模塊,并且在所述執(zhí)行控制模塊判斷出當(dāng)前指令的處理時(shí)間超過(guò)所述預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的情況下中止執(zhí)行該指令。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的指令處理裝置,其特征在于,所述執(zhí)行控制 模塊包括定時(shí)器模塊和時(shí)鐘控制模塊;所述定時(shí)器^^莫塊用于在所述執(zhí)行控制^^莫塊啟動(dòng)時(shí),從所述執(zhí)行模塊接 收與所述數(shù)據(jù)域中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值,并根據(jù)該值進(jìn)行計(jì)時(shí),并且在計(jì)時(shí)結(jié) 束時(shí)通知執(zhí)行模塊;和所述時(shí)鐘控制模塊用于在所述定時(shí)器模塊計(jì)時(shí)期間,屏蔽指令處理裝 置中與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模塊的時(shí)鐘或降低指令處理裝置中與執(zhí)行當(dāng) 前指令無(wú)關(guān)的各^=莫塊的時(shí)鐘頻率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的指令處理裝置,其特征在于,所述指令處理 裝置進(jìn)一步包括預(yù)取模塊,用于在執(zhí)行當(dāng)前指令時(shí)對(duì)后續(xù)指令進(jìn)行預(yù)取操 作,所述執(zhí)行控制模塊包括定時(shí)器模塊和預(yù)取控制模塊;所述定時(shí)器才莫塊用于在所述執(zhí)行控制模塊啟動(dòng)時(shí),從所述執(zhí)行模塊接 收與所述數(shù)據(jù)域中的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的值,并根據(jù)該值進(jìn)行計(jì)時(shí),并且在計(jì)時(shí)結(jié) 束時(shí)通知執(zhí)行模塊;和所述預(yù)取控制模塊用于在所述定時(shí)器模塊計(jì)時(shí)期間,停止所述預(yù)取模 塊的工作或降低所述預(yù)取^t塊的時(shí)鐘頻率。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的指令處理裝置,其特征在于, 所述指令處理裝置的特定類型指令中包括所述數(shù)據(jù)域,所述指令處理裝置進(jìn)一步包括甄別模塊,用于根據(jù)當(dāng)前指令中是否包括所述數(shù)據(jù)域來(lái)判斷是否啟動(dòng) 所述執(zhí)行控制模塊。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的指令處理裝置,其特征在于, 所述指令處理裝置進(jìn)一步包括甄別模塊,用于根據(jù)當(dāng)前指令的類型來(lái)判斷是否啟動(dòng)所述執(zhí)行控制模塊。
6、 一種執(zhí)行控制裝置,連接到指令處理裝置,其特征在于,該執(zhí)行控 制裝置包括一定時(shí)器模塊,用于從所述指令處理裝置接收表示預(yù)定執(zhí)行時(shí) 間的數(shù)據(jù),根據(jù)該數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)時(shí),并且在計(jì)時(shí)結(jié)束時(shí)通知所述指令處理裝置;并且所述執(zhí)行控制裝置在計(jì)時(shí)期間調(diào)整所述指令處理裝置為運(yùn)行在低能耗 狀態(tài)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的執(zhí)行控制裝置,其特征在于,所述執(zhí)行控制 裝置包括時(shí)鐘控制模塊,連接到所述指令處理裝置的時(shí)鐘模塊,用于在所 述定時(shí)器模塊計(jì)時(shí)期間屏蔽該指令處理裝置中與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模 塊的時(shí)鐘或降低指令處理裝置中與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模塊的時(shí)鐘頻率。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的執(zhí)行控制裝置,其特征在于,所述執(zhí)行控制 模塊包括預(yù)取控制模塊,連接到所述指令處理裝置的預(yù)取模塊,用于在所 述定時(shí)器模塊計(jì)時(shí)期間停止所述預(yù)取模塊的工作或降低所述預(yù)取模塊的時(shí) 鐘頻率。
9、 一種指令處理方法,其特征在于,在指令中設(shè)置表示預(yù)定執(zhí)行時(shí)間 的數(shù)據(jù)域,在開始執(zhí)行當(dāng)前指令時(shí)該方法包括按照所述數(shù)據(jù)域的值裝載并啟動(dòng)定時(shí)器; 在定時(shí)器計(jì)時(shí)期間調(diào)整指令處理裝置為運(yùn)行在低能耗狀態(tài);和 在定時(shí)器結(jié)束時(shí)中止執(zhí)行當(dāng)前指令。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的指令處理方法,其特征在于,所述在定時(shí)器計(jì)時(shí)期間調(diào)整指令處理裝置為運(yùn)行在低能耗狀態(tài)的步驟包括屏蔽指令處理裝置中與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模塊的時(shí)鐘或降低指令 處理裝置中與執(zhí)行當(dāng)前指令無(wú)關(guān)的各模塊的時(shí)鐘頻率。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的指令處理方法,其特征在于,所述調(diào)整指 令處理裝置為運(yùn)行在低能耗狀態(tài)包括停止指令處理裝置中預(yù)取模塊的工作或降低所述預(yù)取模塊的時(shí)鐘頻率。
12、 根據(jù)權(quán)利要求9到11中任意一項(xiàng)所述的指令處理方法,其特征在 于,所述在指令中設(shè)置表示預(yù)定執(zhí)行時(shí)間的數(shù)據(jù)域?yàn)闉樾枰刂茍?zhí)行時(shí)間的指令設(shè)置所述數(shù)據(jù)域; 所述^^要照所述數(shù)據(jù)域的值裝載并啟動(dòng)定時(shí)器為 在當(dāng)前指令中包含所述數(shù)據(jù)域時(shí),按照所述數(shù)據(jù)域的值裝載并啟動(dòng)定 時(shí)器。
13、 根據(jù)權(quán)利要求9到11中任意一項(xiàng)所述的指令處理方法,其特征在 于,所述按照所述數(shù)據(jù)域的值裝載并啟動(dòng)定時(shí)器為判斷當(dāng)前指令的類型,在當(dāng)前指令的類型表明需要控制執(zhí)行時(shí)間時(shí), 按照所述數(shù)據(jù)域的值裝載并啟動(dòng)定時(shí)器。
全文摘要
本發(fā)明公開了指令處理裝置、指令處理方法及該裝置或方法使用的執(zhí)行控制裝置。采用硬件定時(shí)器來(lái)控制指令的執(zhí)行時(shí)間,并且在指令執(zhí)行期間調(diào)整指令處理裝置為運(yùn)行于低能耗狀態(tài)。可以通過(guò)調(diào)整指令處理裝置的時(shí)鐘或者調(diào)整指令處理裝置中預(yù)取模塊的工作狀態(tài)來(lái)使指令處理裝置運(yùn)行于低能耗狀態(tài)。
文檔編號(hào)G06F1/32GK101639725SQ20081014513
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者嚴(yán) 李, 楊雨?yáng)|, 林海波, 鯤 王 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
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