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专利号: 2019101405027
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-11-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种多模式动态可切换架构低功耗处理器,其特征在于,包括依次设置的取指模块、译码模块、执行模块、访存模块、写回模块,每相邻两个模块之间均依次设置连接有流水寄存器模块和选择模块,四个流水寄存器模块均与流水线控制模块连接,流水线控制模块还分别与译码模块、执行模块的输出端及取指模块的输入端连接,流水线控制模块还与直通模块连接,其中,位于译码模块、执行模块、访存模块、写回模块之间的流水寄存器模块以及选择模块也均与直通模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种多模式动态可切换架构低功耗处理器,其特征在于,所述取指模块在指令存储器中取出指令;

译码模块将指令进行分割,根据分割出的指令功能码以及操作码判断具体执行哪种操作;

执行模块包含整型指令单元、跳转指令单元、访存指令单元、乘法指令单元以及除法指令单元,在相应单元执行相应操作;执行模块后,若为访存指令,则数据传向访存模块,并在访存模块中的数据存储器中进行读写操作以及相应数据的字对齐操作,否则数据直接传向写回模块;

写回模块会将要写回的数据写入译码模块的通用寄存器中;

直通模块和流水线控制模块的功能是解决流水级之间的结构冲突、数据冲突和控制冲突;

流水寄存器起间隔各模块的作用;

选择模块用于选择传入下一模块的数据,其输入有两个,一个是上一模块的输出,另一个是从上一模块输出到流水寄存器的数据,根据控制信号判断传入下一模块的数据。

3.根据权利要求2所述的一种多模式动态可切换架构低功耗处理器,其特征在于,所述译码模块包含32个通用寄存器,32个通用寄存器被划分为两组,即必要寄存器堆和可关断寄存器堆,两组寄存器堆各包含16个寄存器,其中可关断寄存器堆包含部分存储函数参数、临时变量和保存变量的通用寄存器。

4.根据权利要求2所述的一种多模式动态可切换架构低功耗处理器,其特征在于,所述可关断寄存器堆、四个流水寄存器以及执行模块中的乘除法单元中设置有电源开关,使其能够根据对应控制信号的值进行模块关断,从而实现处理器四种模式的动态切换。

5.根据权利要求2所述的一种多模式动态可切换架构低功耗处理器,其特征在于,所述取指模块、译码模块、执行模块、访存模块、写回模块之间的数据流有两条,其中一条数据流的路径为:取指模块→译码模块→执行模块→访存模块→写回模块→通用寄存器,另一条数据流的路径为:取指模块→流水寄存器→译码模块→流水寄存器→执行模块→流水寄存器→访存模块→流水寄存器→写回模块→通用寄存器。