[其他]增強的中央處理器(CPU)微轉移結構

無效

• 申請號: 85101313
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1004234B
• 公開（公告）日: 1989-05-17
• 發明（設計）人: 羅伯特·惠廷·霍斯特;理查德·李·哈里斯
• 申請（專利權）人: 坦德姆計算機有限公司
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 董江雄;李勇

一種中央處理器中執行微碼轉移的硬件能以兩種不同速度進行微碼轉移，并在轉移中具有有選擇地禁止進入流水線的附加行的靈活性。對于尚未達到的檢測結果可使用一條試探性的轉移通道，而且在時鐘暫停期間，如果檢測結果是錯誤的，該試探性通道可通向正確的轉移目標。有一個返回堆棧，其裝入和下推是相分離的以適應轉移的兩種速度。微碼可以用文字或寄存的數值裝入到返回地址堆棧，并在一個延遲調用之后允許在指定行上進行向量化的轉移和返回。

本發明涉及的是各種數據處理系統的中央處理器。更具體地講，本發明涉及的是在數據處理系統的中央處理器中所用到的各微指令組的微轉移和執行微轉移的硬件。

微轉移的概念，即在數據處理系統的中央處理器中微指令的微碼級范圍的轉移，這個概念在先有技術領域中是眾所周知的。人們知道在數據處理系統的中央處理器中，可以根據選定檢測條件下選擇的結果來執行微轉移。在使用流水線結構的數據處理系統中，實現微轉移可以根據檢測的結果來進行。而這些檢測結果是在執行微指令中不同級別的微碼字段的過程中得到的。某些先有技術中，系統只有做“快”轉移的能力，即轉移所根據的檢測結果是在執行給定的微指令中第一級微碼字段時讀出的。其他系統則僅有做“慢”轉移的能力，即是根據執行微指令中第二級微碼產生的檢測條件的結果。在先有技術中，如能夠執行微轉移的系統還具有禁止引起轉移的微碼行后的其他微碼行進入流水線的功能。禁止后面微碼行執行的必備條件取決于該微碼所執行的功能以及它是否與由CPU根據該微碼檢測條件的結果實現的相兼容。

這些作為先有技術的微轉移結構方案不僅為系統的設計人員提供了靈活性，并且還可能設計出這樣一種系統，它能夠作出更多的判定，從而能夠作更高級的概括，盡管如此，系統硬件的設計以及其工作過程仍可作出改進。

例如，不能既可執行快轉移又可執行慢轉移的系統，就不如兩種轉移均可執行的系統靈活。這樣的系統一般不能在任意特定的時間內進行一個以上的檢測，甚至不能在執行任意一個微指令時進行一個以上的檢測。在這樣的系統中，有些系統僅能做快微轉移，有些系統僅能做慢微轉移。只能做快微轉移的系統不能根據現行微指令執行第二級時所產生的條件完成轉移。造成這一缺點的明顯原因是請求執行轉移的判定條件，是在轉移部件所進行檢測的晚一個時間周期上發生的。

另一方面，僅能執行慢轉移的系統則必須多等一個時鐘周期。以便得到第二級微碼指令產生的轉移條件，這樣在執行轉移目標的微碼之前，便失去了一個時鐘周期。

執行慢微碼轉移的先有技術的另一缺點是：系統缺乏有選擇地禁止在做出轉移判定之前進入流水線的一行或兩行微碼行的靈活性。同樣，那些能完成快速微轉移的先有技術系統，則缺乏有選擇地禁止在做出轉移判定之前進入流水線的現行行或下行微碼的一行或兩行的靈活性。

進一步講，一個根據已經得到的檢測條件做出微轉移的判定之后，還能允許執行數行微碼的先有技術系統，一般均不能在調用一條子程序后再返回到除產生轉移的微碼行處的一條微碼行上。

目前所使用的微轉移部件的又一個缺點是：先有技術中為執行快速和慢速微轉移用到的硬件，一般都不能相互校驗。除非使用附加的校驗部件。

再之，不論執行哪一種微轉移的系統，普遍要采用一個返回地址堆棧，系統將該堆棧作為一個向量為處理器指出一個返回地址，以便使轉移發生前正在執行的微碼繼續運行。本發明的發明人了解到在先有技術中返回地址的結構，都具有共同的特點，即裝入返回地址是和堆棧的循環相聯系的。這就導致靈活性的減小和中央處理器硬件費用的增加。

因此，本發明的一個目的就是為既能做快轉移又能做慢轉移的中央處理器提供一種結構。

本發明的另一目的是提供一種微轉移結構。該結構在執行任一條微指令時，可以進行一個以上的檢測。

本發明的又一目的是提供一種微轉移結構;該結構能夠在做微碼慢速轉移時禁止一行或兩行微碼進入流水線。

本發明的再一目的是提供一種微轉移結構;該結構能夠在做快速微轉移時禁止現行或下行微碼行中的任一行或兩行進入流水線。