用于在交錯(cuò)的多線程環(huán)境中操作的數(shù)字信號(hào)處理器的寄存器堆的制作方法
【專利說(shuō)明】用于在交錯(cuò)的多線程環(huán)境中操作的數(shù)字信號(hào)處理器的寄存器堆
[0001 ] 分案申請(qǐng)的相關(guān)信息
[0002]本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT/US2006/015391、申請(qǐng)日為2006年4月24日、發(fā)明名稱為“用于在交錯(cuò)的多線程環(huán)境中操作的數(shù)字信號(hào)處理器的寄存器堆”的PCT申請(qǐng)進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段后申請(qǐng)?zhí)枮?00680022104.6的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明一般而言涉及數(shù)字信號(hào)處理器。更特定而言，本發(fā)明涉及數(shù)字信號(hào)處理器的寄存器堆。
【背景技術(shù)】
[0004]技術(shù)進(jìn)步已產(chǎn)生越來(lái)越小但愈加強(qiáng)大的個(gè)人計(jì)算裝置。例如，當(dāng)前存在各種便攜式個(gè)人計(jì)算裝置，包含例如便攜式無(wú)線電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)和傳呼裝置等無(wú)線計(jì)算裝置，其均是小型、輕重量且便于用戶攜帶的裝置。更具體而言，例如蜂窩式電話及IP電話等便攜式無(wú)線電話可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳遞語(yǔ)音和數(shù)據(jù)包。此外，許多此類無(wú)線電話均包含并入本文中的其它類型裝置。例如，無(wú)線電話也可包含數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、數(shù)字錄像機(jī)和音頻文件播放器。此外，此類無(wú)線電話可包含用于存取因特網(wǎng)的網(wǎng)站接口。因此，所述無(wú)線電話包含顯著的計(jì)算能力。
[0005]通常，隨著此類裝置變的更小且更強(qiáng)大，其變的愈加受資源限制。例如，屏幕尺寸、存儲(chǔ)器和文件系統(tǒng)空間的可用量及輸入和輸出能力的量均會(huì)因裝置的小尺寸而受到限制。此外，電池尺寸、電池所提供的電力量和電池壽命也受到限制。一種增加所述裝置的電池壽命的方法是在通電所述裝置的同時(shí)減小所述裝置內(nèi)的數(shù)字信號(hào)處理器處于空閑狀態(tài)的時(shí)間量。
[0006]因此，提供一種在便攜式通信裝置中使用的改進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理器是有利的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明揭示一種處理器裝置，所述處理器裝置包含存儲(chǔ)器和響應(yīng)于所述存儲(chǔ)器的定序器。所述定序器支持極長(zhǎng)指令字(VLIW)型指令且至少一個(gè)VLIW指令包在執(zhí)行期間使用若干個(gè)操作數(shù)。所述處理器裝置進(jìn)一步包含多個(gè)響應(yīng)于所述定序器的指令執(zhí)行單元及多個(gè)寄存器堆。所述多個(gè)寄存器堆中的每一者包含多個(gè)寄存器且所述多個(gè)寄存器堆耦合到所述多個(gè)指令執(zhí)行單元。此外，所述多個(gè)寄存器堆中的每一者包含若干個(gè)數(shù)據(jù)讀取端口且所述多個(gè)寄存器堆中每一者的數(shù)據(jù)讀取端口的數(shù)量小于由所述至少一個(gè)VLIW指令包使用的操作數(shù)的數(shù)量。
[0008]在特定實(shí)施例中，所述定序器進(jìn)一步支持超標(biāo)量型指令且至少一個(gè)超標(biāo)量指令在執(zhí)行期間使用若干個(gè)操作數(shù)。在另一特定實(shí)施例中，所述多個(gè)寄存器堆中每一者的數(shù)據(jù)讀取端口的數(shù)量小于由所述至少一個(gè)超標(biāo)量指令使用的操作數(shù)的數(shù)量。在又一特定實(shí)施例中，所述至少一個(gè)VLIW指令或所述至少一個(gè)超標(biāo)量指令在執(zhí)行期間使用的操作數(shù)的數(shù)量為六且所述數(shù)據(jù)讀取端口的數(shù)量為四。在又一特定實(shí)施例中，所述多個(gè)寄存器堆中的每一者包含少于三個(gè)的數(shù)據(jù)寫入端口。在又一特定實(shí)施例中，所述多個(gè)寄存器堆中的每一者包含三個(gè)數(shù)據(jù)寫入端口。
[0009]在特定實(shí)施例中，所述多個(gè)寄存器堆包含六個(gè)寄存器堆。此外，在另一特定實(shí)施例中，所述存儲(chǔ)器包含六個(gè)指令高速緩存存儲(chǔ)器且每一指令高速緩存存儲(chǔ)器與所述六個(gè)寄存器堆中的一者相關(guān)聯(lián)。此外，在特定實(shí)施例中，所述存儲(chǔ)器包含六個(gè)指令隊(duì)列。每一指令隊(duì)列與所述存儲(chǔ)器內(nèi)的單個(gè)指令高速緩存存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)且每一指令隊(duì)列均耦合到所述定序器。
[0010]在另一實(shí)施例中，揭示一種操作數(shù)字信號(hào)處理器的方法，所述方法包含在解碼時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由第一數(shù)據(jù)讀取端口存取寄存器堆。此外，所述方法包含在所述時(shí)鐘改變到寄存器堆存取時(shí)鐘循環(huán)時(shí)維持經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)讀取端口對(duì)所述寄存器堆的存取及在所述寄存器堆存取時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)讀取端口從所述寄存器堆檢索第一操作數(shù)。另外，本文所揭示的方法包含在所述寄存器堆存取時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)讀取端口存取所述寄存器堆。
[0011]在另一實(shí)施例中，揭示一種對(duì)數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)的寄存器堆進(jìn)行更新的方法，所述方法包含:在指令執(zhí)行時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由第一數(shù)據(jù)寫入端口對(duì)所述寄存器堆進(jìn)行第一次更新及在寫回時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)寫入端口對(duì)所述寄存器堆進(jìn)行第二次更新。
[0012]在又一實(shí)施例中，揭示一種多線程處理器裝置，所述多線程處理器裝置包含:存儲(chǔ)器;定序器，其響應(yīng)于所述存儲(chǔ)器;多個(gè)指令執(zhí)行單元，其響應(yīng)于所述定序器;及第一寄存器堆，其包含第一多個(gè)寄存器。所述第一寄存器堆耦合到所述多個(gè)指令執(zhí)行單元中的每一者且所述第一寄存器堆支持對(duì)將執(zhí)行的第一程序線程的執(zhí)行。此外，所述第一寄存器堆包含不多于四個(gè)的數(shù)據(jù)讀取端口。所述多線程處理器裝置也包含第二寄存器堆，所述第二寄存器堆包含第二多個(gè)寄存器。所述第二寄存器堆耦合到所述多個(gè)指令執(zhí)行單元中的每一者且所述第二寄存器堆支持對(duì)將執(zhí)行的第二程序線程的執(zhí)行。另外，所述第二寄存器堆包含不多于四個(gè)的數(shù)據(jù)讀取端口。
[0013]在又一實(shí)施例中，揭示一種便攜式通信裝置，所述便攜式通信裝置包含數(shù)字信號(hào)處理器。所述數(shù)字信號(hào)處理器包含:存儲(chǔ)器;定序器，其響應(yīng)于所述存儲(chǔ)器來(lái)提取具有若干個(gè)操作數(shù)的程序指令;至少一個(gè)指令執(zhí)行單元，其響應(yīng)于所述定序器;及多個(gè)寄存器堆，其耦合到所述至少一個(gè)指令執(zhí)行單元。所述多個(gè)寄存器堆中的每一者包含不多于四個(gè)的數(shù)據(jù)讀取端口且所述操作數(shù)的數(shù)量大于四。
[0014]在又一實(shí)施例中，揭示一種音頻文件播放器，所述音頻文件播放器包括:數(shù)字信號(hào)處理器、耦合到所述數(shù)字信號(hào)處理器的音頻編碼器/解碼器(CODEC)、耦合到所述數(shù)字信號(hào)處理器的多媒體卡、及耦合到所述數(shù)字信號(hào)處理器的通用串行總線(USB)端口。所述數(shù)字信號(hào)處理器包含:存儲(chǔ)器；定序器，其響應(yīng)于所述存儲(chǔ)器來(lái)提取具有若干個(gè)操作數(shù)的程序指令;至少一個(gè)指令執(zhí)行單元，其響應(yīng)于所述定序器;及多個(gè)寄存器堆，其耦合到所述至少一個(gè)指令執(zhí)行單元。所述多個(gè)寄存器堆中的每一者包含不多于四個(gè)的數(shù)據(jù)讀取端口且所述操作數(shù)的數(shù)量大于四。
[0015]在又一實(shí)施例中，揭示一種處理器裝置，所述處理器裝置包含:用于在解碼時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由第一數(shù)據(jù)讀取端口存取寄存器堆的裝置，用于在所述時(shí)鐘改變到寄存器堆存取時(shí)鐘循環(huán)時(shí)維持經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)讀取端口對(duì)所述寄存器堆的存取的裝置，及用于在所述寄存器堆存取時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)讀取端口從所述寄存器堆檢索第一操作數(shù)的裝置。此外，所述處理器裝置包含:用于在所述寄存器堆存取時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)讀取端口存取所述寄存器堆的裝置，用于在所述時(shí)鐘改變到第一指令執(zhí)行時(shí)鐘循環(huán)時(shí)維持經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)讀取端口對(duì)所述寄存器堆的存取的裝置，及用于在所述第一指令執(zhí)行時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)讀取端口從所述寄存器堆檢索第二操作數(shù)的裝置。
[0016]在另一實(shí)施例中，揭示一種處理器裝置，所述處理器裝置包含:用于在指令執(zhí)行時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由第一數(shù)據(jù)寫入端口對(duì)寄存器堆進(jìn)行第一次更新的裝置;及用于在寫回時(shí)鐘循環(huán)期間經(jīng)由所述第一數(shù)據(jù)寫入端口對(duì)所述寄存器堆進(jìn)行第二次更新的裝置。
[0017]本文所揭示的一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)可包含存取的操作數(shù)數(shù)量大于寄存器堆中的數(shù)據(jù)讀取端口的數(shù)量。
[0018]另一優(yōu)點(diǎn)可包含在一個(gè)時(shí)鐘循環(huán)期間提供對(duì)等于數(shù)據(jù)讀取端口數(shù)量的操作數(shù)數(shù)量的存取及在下一時(shí)鐘循環(huán)期間提供經(jīng)由所述相同數(shù)據(jù)讀取端口對(duì)最多達(dá)數(shù)據(jù)讀取端口數(shù)量的更多操作數(shù)的存取。
[0019]又一優(yōu)點(diǎn)可包含明顯減小數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)的存儲(chǔ)器的尺寸。
[0020]又一優(yōu)點(diǎn)可包含明顯減小與制造數(shù)字信號(hào)處理器相關(guān)聯(lián)的一種或一種以上成本。
[0021]又一優(yōu)點(diǎn)可包含明顯減少耦合到數(shù)字信號(hào)處理器的電源的電力消耗。
[0022]在閱讀整個(gè)申請(qǐng)案之后，本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點(diǎn)及特征將變的顯而易見(jiàn)，所述申請(qǐng)案包含以下部分:【附圖說(shuō)明】、【具體實(shí)施方式】及權(quán)利要求書。
【附圖說(shuō)明】
[0023]結(jié)合附圖參照下文詳細(xì)說(shuō)明，將更容易了解本文所述的實(shí)施例的方面及伴隨優(yōu)點(diǎn)，附圖中:
[0024]圖1是實(shí)例性數(shù)字信號(hào)處理器的一般示意圖；
[0025]圖2是圖1中所示數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)例性統(tǒng)一未分割寄存器堆的一般示意圖；
[0026]圖3是圖解說(shuō)明圖1中所示數(shù)字信號(hào)處理器的詳細(xì)的交錯(cuò)多線程操作的示意圖；
[0027]圖4是并入有數(shù)字信號(hào)處理器的便攜式通信裝置的一般示意圖；
[0028]圖5是并入有數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)例性蜂窩式電話的一般示意圖；
[0029]圖6是并入有數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)例性無(wú)線因特網(wǎng)協(xié)議電話的一般示意圖；
[0030]圖7是并入有數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)例性便攜式數(shù)字助理的一般示意圖；
[0031 ]圖8是并入有數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)例性音頻文件播放器的一般示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1圖解說(shuō)明數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)10的實(shí)例性非限制實(shí)施例的方塊圖。如圖1中所圖解說(shuō)明，DSP100包含經(jīng)由總線106耦合到定序器104的存儲(chǔ)器102。在特定實(shí)施例中，總線106是六十四(64)位總線且定序器104經(jīng)配置以從長(zhǎng)度為三十二 (32)個(gè)位的存儲(chǔ)器102中檢索指令?？偩€106耦合到第一指令執(zhí)行單元108、第二指令執(zhí)行單元110、第三指令執(zhí)行單元112、及第四指令執(zhí)行單元114。圖1指示每一指令執(zhí)行單元108、110、112、114可經(jīng)由第一總線118耦合到通用寄存器堆116。通用寄存器堆116也可經(jīng)由第二總線120耦合到定序器104及存儲(chǔ)器102。
[0033]在特定實(shí)施例中，存儲(chǔ)器102包含第一指令高速緩存存儲(chǔ)器122、第二指令高速緩存存儲(chǔ)器124、第三指令高速緩存存儲(chǔ)器126、第四指令高速緩存存儲(chǔ)器128、第五指令高速緩存存儲(chǔ)器130和第六指令高速緩存存儲(chǔ)器132。在操作期間，指令高速緩存存儲(chǔ)器122、124、126、128、130、132可由定序器104彼此獨(dú)立地存取。另外，在特定實(shí)施例中，每一指令高速緩存存儲(chǔ)器122、124、126、128、130、132包含多個(gè)指令。
[0034]如圖1中所圖解說(shuō)明，存儲(chǔ)器102可包含指令隊(duì)列134，所述指令隊(duì)列包含耦合到每一指令高速緩存存儲(chǔ)器122、124、126、128、130、132的指令隊(duì)列。特定而言，指