CN115145637A - 一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法 - Google Patents
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Abstract
一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法是一种原创技术，属于计算机的底层逻辑技术；一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法是对专利号为202210097257.8“一种二进制极短码字符集构建方法”中关于操作码技术应用的扩展，是一种全新的指令集操作码和地址码构建方法，也能对现有的如ARM或X86指令集进行优化。一种二进制双极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法是一种匹配极短码的底层技术，对于字符的字节长度一致性有重大意义。通过对指令集的分级分解生成统一带标识特征码的二极码或三极码单元，对于大指令集是一种新的创举，对于构建新指令集是一个原创发明技术，也是一个通用发明技术。
Description
一、技术领域：
一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法是一种原创技术，属于计算机的底层逻辑技术。一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法是对专利号为202210097257.8“一种二进制极短码字符集构建方法”中关于操作码技术应用的扩展，是一种全新的指令集操作码和地址码构建方法，也能对现有的如ARM或X86指令集进行优化。本发明是一种匹配极短码的底层技术，对于字符的字节长度一致性有重大意义。
二、背景技术：
一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法，是针对现有的指令集地址码匹配对象和取值范围的大升级技术：一个是匹配对象，本发明匹配对象是四位、五位、六位的二进制极短码编码，可以兼容八位二进制编码；另外一个就指令集地址码的取值范围，本发明可以通过一个极短码编码的二进制位数值对取值范围进行微调，对于多编码单元形成更大的累积效果。在专利号为202210097257.8“一种二进制极短码字符集构建方法”中，介绍了一种以二进制极短码构建带有特征码的二进制极短码编码集对应高频使用操作码和低频使用操作码的构建方法，本发明将操作码的特征码作为一个特征锚点，构建与其匹配的二进制极短码结构的指令操作码和地址码，使其指令集有统一的编码结构和统一的特征码，以实现高效分解指令集编码。
三、发明内容：
一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法，对应的指令集操作码是采用对应专利号为202210097257.8“一种二进制极短码字符集构建方法”关于操作码技术应用的扩展，是一种全新的指令集操作码和地址码构建方法。一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法只涉及指令操作码和地址码的编码构建，编码单元的特征码位置和对应的匹配关系，不涉及二进制编码的计算算法内容，不涉及指令集的框架构建，其二进制数值的赋值和运算规则采用现行规则。
对于本发明的新名词的定义：1.高频指令集，指令集中使用频率高且地址码编码位数较低的指令；2.低频指令集，指令集中除去高频指令集都归属低频指令集。因此，一个指令操作码可以在高频指令中和低频指令中存在，操作码有多个的地址码与之匹配；3.二极码，由两个的同一种二进制极短码组成的极短码组合；4.三极码，由三个的同一种二进制极短码组成的极短码组合；5.标识特征码，二极码或三极码的首个二进制编码为标识特征码。
一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法，通过构建带有标识特征码的二极码或三极码来匹配指令集的分级分解统一单元，其特征有：构建二极码或三极码的编码单元为同位数二进制极短码编码，二进制极短码编码单元的位数由字母N表示，N⑩＝4；5；6，二极码的二进制极短码编码单元的个数为二个，则N必须同时满足2的(2N-1)次方的值大于低频指令集操作码的个数和2的N次方能够匹配高频指令集地址码编码要求；三极码的二进制极短码编码单元的个数为三个，则N必须满足2的(3N-1)次方的值大于低频指令集操作码的个数和2的2N次方能够匹配高频指令集地址码编码要求；(2)指令集的分级分解统一单元顺序：指令集的第一级分解为指令集分解成高频指令集和低频指令集，高频指令集由一个二极码或三极码构成，标识特征码为0，高频指令集操作码位数是所匹配的极短码位数减一，高频指令集地址码位数是所匹配的极短码位数的一倍或二倍，高频指令集操作码的个数为8⑩个、16⑩个、32⑩个，分别对应四位、五位、六位的二极码或三极码；指令集的第二级分解为低频指令集分解成低频指令集操作码和低频指令集地址码，低频指令集操作码由一个二极码或三极码构成，标识特征码为1；指令集的第三级分解为低频指令集地址码的分解，以低频指令集操作码对应地址码的最大位数位数为被除数，二极码或三极码的位数减1为除数，得到的结果为余数小于等于整数，则低频指令集地址码的分解个数取整数值，得到的结果为余数大于整数，则低频指令集地址码的分解个数取整数加1值，这就是指令集操作码对应地址码的分解单元最大值，指令集地址码的分解单元从一个开始，按一到最大值顺序排序匹配指令集地址码，指令集地址码由一个二极码或三极码构成时标识特征码为0，指令集地址码由一个以上的二极码或三极码构成时，最后一个二极码或三极码的标识特征码为0，其余二极码或三极码的标识特征码为1；(3)指令集的编码按照所构建的二极码或三极码的编码位数进行编码分解成若干个的二极码或三极码，再以零首二极码或三极码完成指令集的划分。
四、具体实施方式：
一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法，对应的指令集操作码是采用对应专利号为202210097257.8“一种二进制极短码字符集构建方法”关于操作码技术应用的扩展，是一种全新的指令集操作码和地址码构建方法。一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法只涉及指令操作码和地址码的编码构建，编码单元的特征码位置和对应的匹配关系，不涉及二进制编码的计算算法内容，不涉及指令集的框架构建，其二进制数值的赋值和运算规则采用现行规则。
对于本发明的新名词的定义：1.高频指令集，指令集中使用频率高且地址码编码位数较低的指令；2.低频指令集，指令集中除去高频指令集都归属低频指令集。因此，一个指令操作码可以在高频指令中和低频指令中存在，操作码有多个的地址码与之匹配；3.二极码，由两个的同一种二进制极短码组成的极短码组合；4.三极码，由三个的同一种二进制极短码组成的极短码组合；5.标识特征码，极统码的首个二进制编码为标识特征码。
一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法，通过构建带有标识特征码的二极码或三极码来匹配指令集的分级分解统一单元，其技术特征如下所述：
(1)构建二极码或三极码的编码单元为同位数二进制极短码编码，二进制极短码编码单元的位数由字母N表示，N⑩＝4；5；6，二极码的二进制极短码编码单元的个数为二个，则N必须同时满足2的(2N-1)次方的值大于低频指令集操作码的个数和2的N次方能够匹配高频指令集地址码编码要求，分别是四位二进制极短码构成的二极码最大低频指令集操作码的个数为2的7⑩次方和高频指令集地址码编码要求不大于2的4⑩次方，五位二进制极短码构成的二极码最大低频指令集操作码的个数为2的9⑩次方和高频指令集地址码编码要求不大于2的5⑩次方，六位二进制极短码构成的二极码最大低频集指令操作码的个数为2的11⑩次方和高频指令集地址码编码要求不大于2的6⑩次方；三极码的二进制极短码编码单元的个数为三个，则N必须满足2的(3N-1)次方的值大于低频指令集操作码的个数和2的2N次方能够匹配高频指令集地址码编码要求，分别是四位二进制极短码构成的三极码最大低频指令集操作码的个数为2的11⑩次方和高频指令集地址码编码要求不大于2的8⑩次方，五位二进制极短码构成的二极码最大低频指令集操作码的个数为2的14⑩次方和高频指令集地址码编码要求不大于2的10⑩次方，六位二进制极短码构成的二极码最大低频指令集操作码的个数为2的17⑩次方和高频指令集地址码编码要求不大于2的12⑩次方；
(2)指令集的分级分解统一单元顺序：指令集的第一级分解为指令集分解成高频指令集和低频指令集，高频指令集由一个二极码或三极码构成，标识特征码为0，高频指令集操作码位数是所匹配的极短码位数减一，高频指令集地址码位数是所匹配的极短码位数的一倍或二倍，高频指令集操作码的个数为8⑩个、16⑩个、32⑩个，分别对应四位、五位、六位的二极码或三极码；指令集的第二级分解为低频指令集分解成低频指令集操作码和低频指令集地址码，低频指令集操作码由一个二极码或三极码构成，标识特征码为1；指令集的第三级分解为低频指令集地址码的分解，以低频指令集操作码对应地址码的最大位数位数为被除数，二极码或三极码的位数减1为除数，得到的结果为余数小于等于整数，则低频指令集地址码的分解个数取整数值，得到的结果为余数大于整数，则低频指令集地址码的分解个数取整数加1值，这就是指令集操作码对应地址码的分解单元最大值，指令集地址码的分解单元从一个开始，按一到最大值顺序排序匹配指令集地址码，指令集地址码由一个二极码或三极码构成时标识特征码为0，指令集地址码由一个以上的二极码或三极码构成时，最后一个二极码或三极码的标识特征码为0，其余二极码或三极码的标识特征码为1；
带标识特征码二进制二极码或三极码的匹配原则：标识特征码为二进制二极码或三极码的首个二进制编码单元，首个编码单元为零值的称为零首二极码或零首三极码，零首标识特征码带有结束的标识意义，零首二极码或三极码匹配的对象为：1)指令集的高频指令，包括完整的操作码和地址码；2)指令集的低频指令地址码结尾单元；首个编码单元为1值的称为一首二极码或一首三极码，一首标识特征码带有开始继续的标识意义，一首二极码或三极码匹配的对象为：1)指令集的低频指令的操作码；2)指令集的低频指令地址码开始单元或中间单元；
(3)指令集的编码按照所构建的二极码或三极码的编码位数进行编码分解成若干个的二极码或三极码，再以零首二极码或三极码完成指令集的划分。
标识特征码为二极码或三极码的第一特征码，是每个二极码或三极码必备特征码，优先权利高于其实特征码，如正负符号特征码。
例如“0101010101110011101011100001100100010000②”指令集编码由五位二极码构建，则编码“0101010101110011101011100001100100010000②”按照五位二极码的编码位数进行划分，二极码为“0101010101；1100111010；1110000110；0100010000②”这四个，按照零首二极码为指令集的结尾标识，这是两个指令编码，分别是高频指令集的“0101010101②”编码和低频指令集的“1100111010；1110000110；0100010000②”编码，其中：高频指令集的“0101010101②”编码的高频指令集操作码是极短码“01010②”，高频指令集地址码是极短码“10101②”；低频指令集的“1100111010；1110000110；0100010000②”编码的低频指令集操作码是二极码“1100111010②”，低频指令集地址码是二极码“1110000110②”和“0100010000②”，去除两个标识特征码，该低频指令的地址码为一个十八位编码“110000110100010000②”。
这是指令集构建可标识特征码的优势所在，标识特征码的构建看似牺牲一个编码位，但是实现了指令集操作码对应指令集地址码从小到大的多级对应。
指令集分级分解对应的对象是各种各样的指令集，如ARM或X86指令集的操作码是七八位编码的操作码，而操作码匹配的地址码编码位数是操作码编码位数的三四倍，所以通过对指令集的分级分解生成统一带标识特征码的二极码或三极码单元，对于大指令集是一种新的创举，对于构建新指令集是一个原创发明技术，也是一个通用发明技术。
本说明书中对于可能混淆进制的阿拉伯数字以数字加圆圈表示该数列的进制。
Claims (1)
1.一种二进制二极码或三极码分级构建指令集操作码和地址码的方法，通过构建带有标识特征码的二极码或三极码来匹配指令集的分级分解统一单元，其特征有：(1)构建二极码或三极码的编码单元为同位数二进制极短码编码，二进制极短码编码单元的位数由字母N表示，N＝4；5；6，二极码的二进制极短码编码单元的个数为二个，则N必须同时满足2的(2N-1)次方的值大于低频指令集操作码的个数和2的N次方能够匹配高频指令集地址码编码要求；三极码的二进制极短码编码单元的个数为三个，则N必须满足2的(3N-1)次方的值大于低频指令集操作码的个数和2的2N次方能够匹配高频指令集地址码编码要求；(2)指令集的分级分解统一单元顺序：指令集的第一级分解为指令集分解成高频指令集和低频指令集，高频指令集由一个二极码或三极码构成，标识特征码为0，高频指令集操作码位数是所匹配的极短码位数减一，高频指令集地址码位数是所匹配的极短码位数的一倍或二倍；指令集的第二级分解为低频指令集分解成低频指令集操作码和低频指令集地址码，低频指令集操作码由一个二极码或三极码构成，标识特征码为1；指令集的第三级分解为低频指令集地址码的分解，以低频指令集操作码对应地址码的最大位数位数为被除数，二极码或三极码的位数减1为除数，得到的结果为余数小于等于整数，则低频指令集地址码的分解个数取整数值，得到的结果为余数大于整数，则低频指令集地址码的分解个数取整数加1值，这就是指令集操作码对应地址码的分解单元最大值，指令集地址码的分解单元从一个开始，按一到最大值顺序排序匹配指令集地址码，指令集地址码由一个二极码或三极码构成时标识特征码为0，指令集地址码由一个以上的二极码或三极码构成时，最后一个二极码或三极码的标识特征码为0，其余二极码或三极码的标识特征码为1；(3)指令集的编码按照所构建的二极码或三极码的编码位数进行编码分解成若干个的二极码或三极码，再以零首二极码或三极码完成指令集的划分。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115586923A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-01-10 | 摩尔线程智能科技(北京)有限责任公司 | 用于指令集的操作码编码方法、装置和计算机可读介质 |
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2022
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115586923A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-01-10 | 摩尔线程智能科技(北京)有限责任公司 | 用于指令集的操作码编码方法、装置和计算机可读介质 |
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