指令退休单元、指令执行单元及相关装置和方法与流程

技术特征：
1.一种指令退休单元，包括：接收子单元，用于接收指令执行单元针对待完成指令发送的完成请求信号，其中，所述完成请求信号用于请求对所述待完成指令进行完成；仲裁子单元，用于在根据已退休指令与所述待完成指令的新老关系确定所述待完成指令可完成后，向所述指令执行单元发送针对所述待完成指令的允许完成信号，并接收所述指令执行单元发送的所述待完成指令的指令完成信息，将所述待完成指令的指令完成信息存储到缓冲区中的指令缓冲表项，其中，所述缓冲区中指令缓存表项的数量大于1且小于处理单元允许的乱序度，每个指令缓冲表项可存储一个指令的指令完成信息；退休子单元，用于根据各所述指令缓冲表项中存储的指令完成信息，对已完成且未退休的待退休指令进行退休处理，并将已退休指令的指令完成信息从指令缓冲表项中删除。2.根据权利要求1所述的指令退休单元，其中，所述缓冲区包括n个指令缓冲表项；所述仲裁子单元，用于确定除已退休指令外较老的n条指令中是否包括所述待完成指令，若除已退休指令外较老的n条指令中包括所述待完成指令，则向所述指令执行单元发送针对所述待完成指令的允许完成信号，并接收所述指令执行单元发送的所述待完成指令的指令完成信息，将所述待完成指令的指令完成信息存储到缓冲区中的指令缓冲表项。3.根据权利要求2所述的指令退休单元，其中，所述n个指令缓冲表项用于存储不同指令的指令完成信息，且所述n个指令缓冲表项中的第i指令缓冲表项用于存储指令序列中第i kn指令的指令完成信息，k取值非负整数。4.根据权利要求1所述的指令退休单元，其中，所述退休子单元，用于针对每个所述待退休指令，若根据指令缓冲表项中该待退休指令的指令完成信息，确定该待退休指令的前序指令均已退休或已完成且不会引发投机失败，则对该退休指令及未退休的前序指令依次进行退休处理，并将已退休指令的指令完成信息从指令缓冲表项中删除。5.根据权利要求4所述的指令退休单元，其中，所述退休子单元，用于针对每个所述待退休指令，若根据指令缓冲表项中该待退休指令的指令完成信息，确定该待退休指令的前序存在引发投机失败的已完成指令，则对引发投机失败的已完成指令进行退休处理，并向指令执行单元发送流水线冲刷请求，及将已退休指令及位于错误路径上的已完成指令的指令完成信息从指令缓冲表项中删除。6.根据权利要求1-5中任一所述的指令退休单元，其中，所述指令退休单元还包括：确定子单元，用于根据各所述指令缓存表项中存储的指令完成信息，确定当前可提交指令，并基于所述当前可提交指令向所述指令执行单元发送指令提交信号，使所述指令执行单元根据所述指令提交信号，对所述当前可提交指令及所述当前可提交指令的前序指令进行提交，其中，所述当前可提交指令的前序指令均已退休或已完成且不会引发投机失败。7.一种指令执行单元，包括：请求子单元，用于向指令退休单元发送完成请求信号，其中，所述完成请求信号用于请求对待完成指令进行完成；发送子单元，用于在接收到所述指令退休单元发送的允许完成信号后，将所述待完成指令的指令完成信息发送给所述指令退休单元，由所述指令退休单元将所述指令完成信息存储到缓冲区中的指令缓冲表项，并根据各所述指令缓冲表项中存储的指令完成信息，对
已完成且未退休的待退休指令进行退休处理，及将已退休指令的指令完成信息从指令缓冲表项中删除，其中，所述缓冲区中指令缓存表项的数量大于1且小于处理单元允许的乱序度，每个指令缓冲表项可存储一个指令的指令完成信息。8.根据权利要求7所述的指令执行单元，其中，所述指令执行单元还包括：提交子单元，用于接收来自指令退休单元的指令提交信号，并对所述指令提交信号所对应的当前可提交指令及所述当前可提交指令的前序指令进行提交，其中，所述当前可提交指令的前序指令均已退休或已完成且不会引发投机失败。9.根据权利要求8所述的指令执行单元，其中，所述指令提交信号包括所述当前可提交指令的指令标识，指令的指令标识在指令被分发时获得，指令标识用于指示指令的时序关系；所述提交子单元，用于获取产生提交请求的待提交指令的指令标识，若所述待提交指令的指令标识老于或等于所述当前可提交指令的指令标识，则对所述待提交指令进行提交。10.一种处理单元，包括：根据权利要求1-6中任一项所述的指令退休单元；至少一个根据权利要求7-9中任一项所述的指令执行单元。11.根据权利要求10所述的处理单元，其中，所述处理单元还包括：指令分发单元，用于将指令从按序状态转换至乱序状态，并为指令分配指令标识，其中，所述指令标识用于指示指令的新老关系；指令发射单元，用于将乱序状态的指令发射给所述指令执行单元。12.一种计算设备，包括：根据权利要求10或11所述的处理单元；存储器，与所述处理单元耦接，存储待执行的指令。13.一种指令处理方法，应用于指令退休单元，所述指令处理方法包括：接收指令执行单元针对待完成指令发送的完成请求信号，其中，所述完成请求信号用于请求对所述待完成指令进行完成；在根据已退休指令与所述待完成指令的新老关系确定所述待完成指令可完成后，向所述指令执行单元发送针对所述待完成指令的允许完成信号，并接收所述指令执行单元发送的所述待完成指令的指令完成信息，将所述待完成指令的指令完成信息存储到缓冲区中的指令缓冲表项，其中，所述缓冲区中指令缓存表项的数量大于1且小于处理单元允许的乱序度，每个指令缓冲表项可存储一个指令的指令完成信息；根据各所述指令缓冲表项中存储的指令完成信息，对已完成且未退休的待退休指令进行退休处理，并将已退休指令的指令完成信息从指令缓冲表项中删除。14.一种指令处理方法，应用于指令执行单元，所述指令处理方法包括：向指令退休单元发送完成请求信号，其中，所述完成请求信号用于请求对待完成指令进行完成；在接收到所述指令退休单元发送的允许完成信号后，将所述待完成指令的指令完成信息发送给所述指令退休单元，由所述指令退休单元将所述指令完成信息存储到缓冲区中的指令缓冲表项，并根据各所述指令缓冲表项中存储的指令完成信息，对已完成且未退休的
待退休指令进行退休处理，及将已退休指令的指令完成信息从指令缓冲表项中删除，其中，所述缓冲区中指令缓存表项的数量大于1且小于处理单元允许的乱序度，每个指令缓冲表项可存储一个指令的指令完成信息。

技术总结
本申请实施例提供了一种指令退休单元、指令执行单元及相关装置和方法，本方案适用于包括CISC指令集、RISC精简指令集(特别是RISC-V指令集)或VLIM指令集架构的各种芯片，如物联网芯片、音/视频芯片等。该指令退休单元包括：接收子单元，用于接收完成请求信号；仲裁子单元，用于在确定待完成指令可完成后，向指令执行单元发送允许完成信号，并将待完成指令的指令完成信息存储到缓冲区中的指令缓冲表项；退休子单元，用于根据各指令缓冲表项中存储的指令完成信息，对已完成且未退休的待退休指令进行退休处理，并将已退休指令的指令完成信息从指令缓冲表项中删除。本方案能够减小处理单元用于指令重排序部分的硬件资源消耗。用于指令重排序部分的硬件资源消耗。用于指令重排序部分的硬件资源消耗。


技术研发人员：刘畅 陈昊文 江滔
受保护的技术使用者：平头哥（上海）半导体技术有限公司
技术研发日：2022.06.14
技术公布日：2022/9/2