一种针对RISC-V矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置的制作方法

技术特征：
1.一种针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，包括：译码逻辑，对输入指令进行译码获得指令信息，至少包括指令类型、源操作数索引和目的寄存器索引；重命名表，记录架构寄存器和物理寄存器堆之间的映射关系；所述物理寄存器堆，至少分为三组，一组为浮点独享物理寄存器堆，一组为矢量独享物理寄存器堆，一组为共享物理寄存器堆；其中所述浮点独享物理寄存器堆只分配给浮点架构寄存器使用，其中所述矢量独享物理寄存器堆只分配给矢量架构寄存器使用，其中所述共享物理寄存器可以分配给浮点架构寄存器和矢量架构寄存器使用；寄存器堆分配和释放控制逻辑，负责所述物理寄存器堆的表项分配和释放；监测返回控制逻辑，监测所述共享物理寄存器堆是否有不需要被使用到的有效表项，以及监测所述浮点独享物理寄存器堆和所述矢量独享物理寄存器堆是否有空闲表项，将对应的表项数据以及搬运请求发送给重命名分配控制逻辑；所述重命名分配控制逻辑，根据所述译码逻辑获得的指令信息，判断是否需要分配所述物理寄存器堆的表项用于存放指令结果，以及判断所需要分配的对应的所述物理寄存器堆，并根据所述寄存器堆分配和释放控制逻辑分配的表项，更新所述重命名表；并且根据所述监测返回控制逻辑的反馈，确定是否需要将共享物理寄存器堆的表项数据搬运到独享物理寄存器堆表项中；所述重命名分配控制逻辑根据源操作数索引访问所述重命名表，获取源操作数对应的所述物理寄存器堆索引，并传递给发射逻辑。2.根据权利要求1所述针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，所述重命名表包括浮点重命名表和矢量重命名表，所述浮点重命名表记录浮点架构寄存器与浮点独享物理寄存器堆以及共享物理寄存器堆之间的映射关系，所述矢量重命名表记录矢量架构寄存器与矢量独享物理寄存器堆以及共享物理寄存器堆之间的映射关系。3.根据权利要求2所述针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，所述重命名分配控制逻辑确定所述物理寄存器堆分配时，若需要回写浮点寄存器，并且有空闲的所述浮点独享物理寄存器堆表项，则分配对应的表项，并更新所述浮点重命名表。4.根据权利要求2所述针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，所述重命名分配控制逻辑确定所述物理寄存器堆分配时，若需要回写矢量寄存器，并且有空闲的所述矢量独享物理寄存器堆表项，则分配对应的表项，并更新所述矢量重命名表。5.根据权利要求2所述针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，所述重命名分配控制逻辑确定所述物理寄存器堆分配时，若需要回写浮点寄存器，而没有空闲的浮点独享物理寄存器堆表项，或者需要回写矢量寄存器，而没有空闲的矢量独享物理寄存器堆表项，则分配共享寄存器堆表项，并更新对应的重命名表。6.根据权利要求1所述针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，若同时满足共享物理寄存器堆有不需要被使用到的有效表项，并且独享物理寄存器堆有空闲表项，则根据所述重命名分配控制逻辑当前状态确定搬运时机。7.根据权利要求6所述针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，搬运时机为若所述重命名分配控制逻辑当前没有待处理的指令，则直接根据所述监测返回控制逻辑的反馈分配对应的表项，更新对应的重命名表，并通过指令的形式更新表项。
8.根据权利要求6所述针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，搬运时机为若所述重命名分配控制逻辑当前正在处理矢量指令，而要搬运的为浮点寄存器，则利用空闲的所述浮点独享物理寄存器堆分配对应的表项，更新所述浮点重命名表，并通过指令的形式更新表项。9.根据权利要求6所述针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，搬运时机为若所述重命名分配控制逻辑当前正在处理浮点指令，而要搬运的为矢量寄存器，则利用空闲的所述矢量独享物理寄存器堆分配对应的表项，更新所述矢量重命名表，并通过指令的形式更新表项。10.根据权利要求1所述的针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，所述寄存器堆分配和释放控制逻辑维护并且更新三组不同物理寄存器堆的状态表，所述状态表记录每个物理寄存器表项是否被占用、以及指令执行完成后是否可以被释放。11.根据权利要求1至10任一所述的针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，所述发射逻辑接收指令信息经过所述重命名表查找和更新后的源操作数索引和目的寄存器索引，访问对应的所述物理寄存器堆表项读取源操作数数据，并发送给执行逻辑。12.根据权利要求11所述的针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，所述执行逻辑包括浮点执行逻辑和矢量执行逻辑，所述浮点执行逻辑用于接收浮点指令及操作数，并执行相应的指令操作，将结果反馈给回写及完成逻辑；所述矢量执行逻辑用于接收矢量指令及操作数，并执行相应的指令操作，将结果反馈给回写及完成逻辑。13.根据权利要求12所述的针对risc-v矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，其中，所述回写及完成逻辑接收所述执行逻辑反馈的完成的指令信息和指令结果，并将指令结果回写到对应的所述物理寄存器堆，同时将指令信息返回给所述寄存器堆分配和释放控制逻辑。

技术总结
本发明公开了一种针对RISC-V矢量与浮点寄存器的物理寄存器堆分配装置，包括物理寄存器堆，至少分为三组，一组为浮点独享物理寄存器堆，一组为矢量独享物理寄存器堆，一组为共享物理寄存器堆；其中浮点独享物理寄存器堆只分配给浮点架构寄存器使用，其中矢量独享物理寄存器堆只分配给矢量架构寄存器使用，其中共享物理寄存器可以分配给浮点架构寄存器和矢量架构寄存器使用。本发明独享物理寄存器堆为浮点寄存器和矢量寄存器各自提供了必要的寄存器堆资源存储数据，而共享物理寄存器堆则可以灵活地分配给浮点寄存器和矢量寄存器使用；同时通过监测返回控制逻辑，能够及时释放共享表项给后续指令使用，有效提高共享物理寄存器的利用效率。的利用效率。的利用效率。


技术研发人员：罗嘉蕙
受保护的技术使用者：进迭时空（杭州）科技有限公司
技术研发日：2022.11.09
技术公布日：2022/12/6