CN1308827C

CN1308827C - 用于事件矢量表的超越的方法、处理器及装置

Info

Publication number: CN1308827C
Application number: CNB018164668A
Authority: CN
Inventors: C·P·洛斯; R·克拉格特拉; J·福利德曼
Original assignee: Analog Devices Inc; Intel Corp
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2007-04-04
Anticipated expiration: 2021-09-25
Also published as: US6760800B1; JP2004521408A; WO2002027490A9; KR100509006B1; WO2002027490A2; JP3844465B2; KR20040007396A; WO2002027490A3; TW565781B; CN1531685A

Abstract

在一个实施例中，系统可以包括处理多个事件的处理器。这些事件可以包括分配给系统中特定装置的通用中断(GPI)。适于特定事件的事件服务程序的地址可以存储在事件矢量表(EVT)中。在具有多个利用处理器资源的装置的系统中，某些中断可以过负荷，即分配给多于一个的装置。如果过负荷中断发生，处理器可以超越EVT条目和选择和由系统控制器在一组复位矢量针馈送地址。

Description

用于事件矢量表的超越的方法、处理器及装置

技术领域

本发明涉及流水线处理器，更具体地涉及在流水线处理器中的过负荷中断。

背景技术

数字信号处理与以数字形式的信号表示和利用数字计算的这种信号的变换或处理有关。数字信号处理广泛地应用在诸如无线通信、组网、和多媒体之类的当前的高技术领域。数字信号处理技术流行的一个原因是已开发了低成本、强大的数字信号处理器(DSP)，这些处理器便宜和有效地提供实现这些产品的可靠计算能力。因为首先DSP的发展，DSP结构和设计已包含即使复杂的视频速率序列的实时处理也能执行的观点。

DSP经常用于诸如数字视频、成像、和音频之类的各种多媒体应用。DSP可以控制数字信号的产生和打开多媒体文件。

MPEG-1(运动图象专家组)、MPEG-2、MPEG-4和H.263是一些数字视频压缩标准和文件格式。这些标准利用存储从一帧到另一帧的主要变化实现数字视频信号的高压缩率。然后视频信息可以利用多种不同技术进一步压缩。

在压缩期间DSP可以用于对视频信息执行各种操作。这些操作可以包括运动搜索和空间内插算法。首要目的是测量相邻帧内的各块之间的失真。这些操作要进行高强度的计算并要求高数据吞吐量。

MPEG族正在发展为跟上多媒体应用和文件的带宽增长要求。每个标准的新的版本提供更复杂的算法，这些算法在DSP上产生适应所用MPEG视频处理设备的更快的处理要求。

视频处理器设备的制造商经常靠定制的特殊应用集成电路(ASIC)用于在MPEG和H.263标准下的视频编码。但与通用DSP比较ASIC在设计上复杂、使产品昂贵、并且在其应用上缺少灵活性。

附图说明

当阅读了参照附图进行的下面的详细描述后，本发明的这些和其他的特点和优点将变得更加清楚。

图1是按照一个实施例的利用处理器的移动视频装置的框图；

图2是按照一个实施例的信号处理系统的框图；

图3是按照一个实施例的另外一种信号处理系统的框图；

图4表示按照一个实施例的图1中的处理器示例性流水线级；

图5是按照一个实施例的包括图1处理器的系统的框图；

图6是按照一个实施例的超越(overriding)事件矢量表的电路框图；

图7是按照一个实施例的描述超越事件矢量表的操作的流程图。

具体实施方式

图1表示按照本发明一个实施例的包括处理器的移动视频装置100。移动视频装置100可以是显示从天线105接收的编码视频信号或来自数字视频存储介质120，例如数字视盘(DVD)或者存储卡的视频图象的手持装置。处理器110与可以存储用于处理操作的指令和数据的高速缓冲存储器115通信。处理器110可以是微处理器、数字信号处理器(DSP)、控制从DSP的微处理器。对于这种应用的目的，在下面处理器110将称为DSP 110。

DSP 110可以对编码视频信号执行各种操作，包括例如模-数变换、解调、滤波、数据恢复、和解码。DSP 110可以根据诸如MPEG族和H.263标准之类的各种数字视频信号压缩标准之一解码压缩的数字视频信号。然后，解码的视频信号可以输入到显示驱动器130，在显示器125上产生视频图象。

手持装置一般具有有限的电源。另外，视频解码操作是高强度的计算。因此，用在这种装置中的处理器是有利地的相对高速度、低功耗的装置。

DSP 110可以具有深度流水线、负载/存储结构。通过使用流水线，DSP的性能可以比非流水线DSP增强。代替取第一指令、执行第一指令、并然后取第二指令，流水线DSP 110可以在执行第一指令的同时取第二指令，从而改善指令的吞吐量。另外，流水线DSP的时钟周期可以短于非流水线DSP，其中指令的取出和执行是在相同的时钟周期中。

这种DSP 110是为用于视频摄象机、电视会议、PC视频卡、和高清晰度电视(HDTV)设计的。另外，DSP 110还是用于与其他利用数字信号处理器的相关技术而设计的，例如用在移动电话、语音识别、和其他应用。

图2表示包括按照所示的一个实施例的DSP 110的信号处理系统200的框图。可以由例如天线105的外部源提供一个或多个模拟信号到信号校正器202。当模拟信号时信号校正器202可执行某些处理功能。示例性的预处理功能可以包括将若干个模拟信号混合在一起、滤波、放大等。如上所述，模-数变换器(ADC)204可以耦合接收来自信号校正器202的预处理的模拟信号并变换经预处理的模拟信号为由样值组成的数字信号。根据由信号校正器202接收的模拟信号的特性确定的取样速率提取各样值。在ADC 204的输出端DSP 110耦合接收数字信号。当接收数字信号时DSP 110可以执行希望的信号变换，产生一个或多个输出数字信号。数-模变换器(DAC)206可以耦合从DSP 110接收输出数字信号。DAC 206变换输出数字信号为输出模拟信号。输出模拟信号然后可以被传送到另外的信号校正器208。当输出模拟信号时信号校正器208可以执行后处理功能。示例性后处理功能类似于上述的预处理功能。这些装置的任何合适的配置可以耦合到具有DSP 110的信号处理系统200。

下面转到图3，表示按照另一实施例的信号处理系统300。在这个实施例中，数字接收机302可以被安排为接收一个或多个数字信号并传送接收的数字信号到DSP 110。如图2所示的实施例，当接收数字信号时DSP 110执行希望的信号变换，产生一个或多个输出数字信号。耦合接收输出数字信号的可以是数字信号发送机304。在一个示例性应用中，信号处理系统300是数字音频装置，其中数字接收机302传送信号到DSP 110，数字指示存储在数字存储装置120中的数据。然后DSP 110可以处理数字信号并传送产生的输出数字信号到数字发送机304。数字发送机304然后可以产生要发送到显示驱动器130的输出数字信号的各个值，在显示器125上产生视频图像。

如图4所示的流水线可以包括8级，这些级可以包括指令取出402-403、解码404、地址计算405、执行406-408、和写回409级。指令i可以在一个时钟周期取出并然后在流水线中与取出新的指令例如i+1和i+2同时按连续时钟周期进行操作和执行。

流水线可能引入附加协调问题，并且，有处理器性能变坏的风险。在程序流中转移可能在流水线中产生空隙，或“气泡”。产生提取、除外、或产生中断的有条件分支的状态可以改变指令流的序列。在这种情况发生后，新的指令必须从连续程序流的外部取出，使得流水线中的其余指令不相关。可以使用流水线中的诸如数据转发、动态转移预测、和有效位与指令地址的方法处理这些复杂性问题。

图5表示包括可以控制DSP 110的系统控制器502和可以与DSP 110通信的若干其他装置505-520的系统500。装置505-520可以包括，例如微处理器或外设部件互联(PCT)控制器。

DSP 110在的程序流可能由于某些事件中断。这些事件可以包括系统中请求由DSP 110服务的装置505-520启动的中断。这些事件还可以包括由系统利用的事件的中断等，例如仿真和复位。当系统提交一个事件时，流水线中的指令可以被抑制，并可以取出适当的事件服务程序的一组指令并且引入到流水线中。

这些事件可以具有不同优先级。根据一个实施例，仿真可以具有高于复位的优先级，并且复位具有高于由装置505-520引发的中断的优先级。中断包括可以分配给系统500中的不同装置505-520的通用中断(GPI)，不像仿真和复位事件可以是固定的。在利用DSP 110的系统设计上GPI可以提供灵活性。GPI还可以具有不同的优先级，因此给系统中某些装置的优先级高于其他装置。

图6表示按照一个实施例的可以处理系统500的中断的电路600，其中相同GPI被分配给两个或多个装置。DSP 110可以识别16个有不同优先级的事件。在一个给定周期中发生的事件可以利用从锁存器602输出的16位事件字识别。事件的类型可以由16位字中的一个特定位代表。例如，可以有第二最高优先级的事件1可以利用事件字中的位1代表。按照一个实施例，事件1可以分配给复位。可以分配给各个GPI的事件7到15可以分别利用事件字的位7到15代表。

事件字可以输入到屏蔽和优先级检测(MPD)电路604。MPD电路604可以根据相同参数和分析相同周期中发生的不同事件之间的优先级屏蔽掉某些中断。MPD电路604可以输出识别不屏蔽的优先级事件的新16位事件字到锁存器606、连接到事件矢量表(EVT)610的复用器(MUX)608和

“与”门612。

EVT 610可以包括两个到15个事件的条目。各条目可以包括对应于特定事件号的事件服务程序的第一指令的地址。

对于两个到15个事件的条目的地址可以写入EVT 610。当DSP 110通电时，EVT 610中的地址可能改变，并且因此不可靠。每次通电DSP 110时可以执行复位。为保证复位服务程序的地址精确，复位服务程序的第一指令的地址可以不存储在EVT 610中。相反，该地址可以经DSP 110中的32个复位矢量针(pin)提供。复位服务程序可以包括写事件服务程序地址到EVT。

如上所述，事件7到15可以分配给各个GPI。在有9个装置竞争DSP 110资源的系统中，装置可以分配给不同的GPI。但是，在多于9个装置的系统500中，某些GPI可以分配给一个以上装置。这些GPI可以被认为过负荷。

按照一个实施例，对于过负荷GPI的EVT条目可以超越。与利用GPI的EVT条目的地址不同，可以利用系统控制器502在复位矢量针进行馈送适于特定装置的事件服务程序的地址。

例如，6个装置505-510可以分配给事件16。这些装置可以请求不同事件服务程序。在这个例子中，存储在条目16的EVT中的地址可能不适用至少5个装置505-510。按照一个实施例，当装置505-510之一请求中断时，EVT 610可能超越并且由系统控制器502在复位矢量针614提供适当地址。

如果这些装置505-510中多于一个例如505和506在一个周期中请求中断，一个装置的优先级处理器604可以分析两个装置505、506之间的优先级并且发送结果到系统控制器502。系统控制器502然后可以在复位矢量针614提供对应于获得优先级的装置的地址。

过负荷GPI可以由EVT超越寄存器616中的n位超越字进行识别。n的值可以对应于GPI的数。在n位字中的位可以对应于特定的事件号。对应于过负荷GPI的位可以设置为HIGH和其他位设置为LOW。

EVT 610和EVT超越寄存器616两者可以是存储器映射寄存器(MMR)。在MMR中，对给定地址存储的操作可以直接映射到MMR中的各寄存器，而不是存储器位置。

图7表示描述按照一个实施例的用于超越EVT条目的操作700的流程图。如下描述的实现操作700的一个简单实施例。在其他实施例中，状态可以被跳过或按不同次序执行。该操作是利用图6的电路600描述的，但是，操作700可以利用按照另外的实施例的电路执行。

在状态702，从锁存器606输出的n位事件字可以识别在给定周期发生事件或多个事件。在状态704，MPD电路604可以屏蔽掉某些事件，并且在状态706分析多个事件之间的优先级。MPD电路604可以输出新的正交事件字，即具有其位设置为HIGH的1和0的事件字到EVT MUX 608。EVT MUX 608可以选择对应于由新的正交事件字识别的优先级事件的事件矢量表610的条目。新的正交事件字也可以输入到“与”门612。在状态708，“与”门612可以从来自MPD电路604的新的正交事件字和来自EVT超越寄存器616的n位超越字的逐位积中产生n位字。如果对应于发生在该周期的该位的事件号并且该事件号对应于过负荷GPI，从“与”门614输出的n位字在一位上可能有HIGH值。在状态710，“或”门618可以从该字中的16位产生1位，并且输出一个单一位。该输出位可以指示是否该EVT条目将超越。这个位可以输入到MUX 620。如果从“或”门618输出的位具有LOW值，在状态712，MUX 620可以在EVT MUX 608选择32位地址。如果该位具有HIGH值，在状态714，MUX 620可以选择由系统控制器502在复位矢量针614馈送的32位指令地址。选择的地址可以存储在锁存器622。在状态716，这个地址可以用于对于适当的事件服务程序取指令。

已经描述了若干个本发明的实施例。但无论如何，这将被理解为，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种修改。例如，事件和超越字和指令地址的宽度是不限于如上所述的。因此，其他的实施例都包括在如下权利要求书的范围内。

Claims

1.一种在一含有数个针的处理器中的事件矢量表中超越事件条目的方法，包括：

鉴定一事件的发生；

比较一事件数目，该事件数目对应于事件矢量表中的一个或多个过负荷事件的事件数目，每个所述过负荷事件数目关联于一个或多个事件；

响应于事件数目不与一个或多个过负载事件数目中的至少一个匹配，从事件矢量表中对应于该事件数目的一事件条目中选择一第一地址；以及

响应于事件数目与至少一个或多个过负荷事件数目中的至少一个相匹配，通过在处理器的数个针中选择一第二地址来超越在事件矢量表中对应事件数目的事件条目。

2.如权利要求1的方法，还包括：

响应于选择第一地址在第一地址处获取第一指令用于一事件服务程序，以及

响应于选择第二地址在第二地址处获取第一指令用于一事件服务程序

3.如权利要求1的方法，其中，所述多个针包括复位矢量针。

4.如权利要求1的方法，其中，事件矢量表包括16个事件条目。

5.如权利要求1的方法，其中一个或多个过负荷事件号对应于一个或多个通用中断。

6.一种处理器，包括：

事件矢量表包括多个条目，每个条目包括对应于特定事件号的一个事件服务程序指令的地址；

适合接收地址的多个针；

超越电路，响应于输入事件号匹配于至少一个过负荷事件号输出超越信号，所述超越事件号与多个事件相关；以及

选择电路连接至超越电路、事件矢量表、和数个针，所述选择电路用于响应超越信号在多个针中选择一地址。

7.如权利要求6的处理器，其中，在多个针的地址包括对应于一个具有过负荷事件号事件的事件服务程序中的第一指令的地址。

8.如权利要求7的处理器，其中，过负荷事件号对应于通用中断。

9.如权利要求6的处理器，还包括：超越寄存器，存储至少一个过负荷事件号。

10.如权利要求9的处理器，其中，超越寄存器适合存储多个过负荷事件号，并且其中超越电路适合比较输入事件号与多个过负荷事件号中的每个。

11.如权利要求9的处理器，其中，超越寄存器适合输出识别所述至少一个过负荷事件号的第一个n位字，其中，超越电路包括：

一个“与”门，从第一个n位字和n位事件字的逐位乘积产生第二个n位字；和

一个“或”门，从第二个n位超越字的位和产生超越信号。

12.如权利要求9的处理器，其中，超越寄存器包括存储映射寄存器。

13.权利要求6的处理器，其中，多个针包括多个复位矢量针。

14.如权利要求6的处理器，其中选择电路包括一多路复用器。

15.一种系统，包括：

一个系统控制器；

连接到系统控制器的多个装置；和

连接到系统控制器的处理器，所述处理器包括：

包括多个条目的事件矢量表，每个条目包括对应于一个特定事件号的事件服务程序指令的地址；

多个适合从系统控制器接收地址的针；

超越电路，响应于输入事件号匹配于至少一个过负荷事件号输出超越信号，所述过负荷事件数目关联于多个事件，以及

选择电路，连接至超越电路、事件矢量表、和数个针，所述的选择电路用于响应于超越信号在多个针中选择一地址。

16.权利要求15的系统，还包括：

连接到系统控制器的装置优先级处理器，所述装置优先级处理器适合分析多个具有相同事件号的装置的优先级。

17.权利要求15的系统，还包括：存储至少一个过负荷事件号的超越寄存器。

18.权利要求15的系统，其中，在多个针上来自系统控制器的地址包括对应于具有过负荷事件号的事件服务程序的第一地址。

19.一种方法，包括：

鉴定一事件的发生；

比较一事件号，所述事件号对应于一个或多个过负荷事件号，每个所述过负荷事件号与多于一个事件相关联；

响应于事件号不与一个或多个过负荷事件号中的至少一个相匹配，从事件矢量表中对应于该事件数目的一事件条目中选择一第一地址；以及

响应于事件数目与至少一个或多个过负荷事件数目中的至少一个相匹配，选择由控制器提供的一第二地址。

20.一种装置，包括：

控制器，用于为在对应于具有过负荷事件号的事件的事件服务程序中的第一指令提供地址，所述过负荷事件号与多个事件相关联；

处理器，连接至所述控制器，所述处理器包括：

事件矢量表，包含多个条目，每个条目包含用于对应于特定事件号的事件服务程序指令的地址；

超越电路，响应于输入事件号匹配于过负荷事件号输出超越信号；以及

选择电路，连接至超越电路，所述选择电路响应于超越信号选择由控制器提供的地址。

21.如权利要求20所述的装置，其中选择电路响应于没有收到超越信号而在事件矢量表的条目中选择一地址。