JP2008047145A - デュアルスレッドプロセッサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数のプロセッサスレッドに関連した命令をフェッチするように動作可能な命令フェッチユニットと、命令フェッチユニットに応答するデコーダと、デコーダに応答する発行ロジックと、複数のプロセッサスレッドに対応する複数のバンクを含むレジスタファイルとを含むプロセッサが提供される。各バンクは、対応するプロセッサスレッドに関連したデータを記憶するように動作可能である。プロセッサは、複数のプロセッサスレッドのそれぞれに対応する一組のレジスタを含むことができる。一組の中の各レジスタは、プロセッサのパイプラインステージの前又は後のいずれかに配置される。
【選択図】図1
Description
パイプラインプロセッサアーキテクチャ100、400に従って構築されたプロセッサ(たとえば、プロセッサ300、500)が例外を検出すると、通常の命令実行シーケンスは一時停止する。例外は、通常のプログラム実行の一時停止を引き起こすイベントである。例外のタイプには、たとえば、アドレス指定例外、データ例外、オペレーション例外、オーバーフロー例外、保護例外、アンダーフロー例外等が含まれる。例外は、ハードウェアによって生成される場合もあるし、ソフトウェアによって生成される場合もある。
パイプラインプロセッサアーキテクチャ100、400に従って実施されたプロセッサ内の割り込みも、例外と同様にハンドリングされる。図7は、パイプラインプロセッサアーキテクチャ100、400に従って実施されたプロセッサで割り込みをハンドリングするための方法を示している。
Claims (27)
- パイプラインステージであって、
第1の入力レジスタと、
第2の入力レジスタと、
第1の出力レジスタと、
第2の出力レジスタと、
前記第1の入力レジスタ及び前記第2の入力レジスタと通信する第1のセレクタと、
前記第1の出力レジスタ及び前記第2の出力レジスタと通信する第2のセレクタと、
第1のプロセッサスレッドに関連したデータが、該第1のプロセッサスレッドが処理されている時間の間に、前記第1の入力レジスタ、該パイプラインステージ、及び前記第1の出力レジスタを通過し、第2のプロセッサスレッドに関連したデータが、該第2のプロセッサスレッドが処理されている時間の間に、前記第2の入力レジスタ、該パイプラインステージ、及び前記第2の出力レジスタを通過するように、前記第1のセレクタ及び前記第2のセレクタの切り換えを制御するように動作可能なコントローラと、
を含む該パイプラインステージ、
を備え、
前記第1の入力レジスタ及び前記第1の出力レジスタは、前記第1のプロセッサスレッドの状態を記憶するように動作可能であり、前記第2の入力レジスタ及び前記第2の出力レジスタは、前記第2のプロセッサスレッドの状態を記憶するように動作できる、プロセッサ。 - 前記コントローラは、前記第1のプロセッサスレッド及び前記第2のプロセッサスレッドのそれぞれに割り当てられるプロセッサ時間を定義した入力に基づいて、前記第1のセレクタ及び前記第2のセレクタの切り換えを制御する、請求項1に記載のプロセッサ。
- 前記第1のプロセッサスレッドに関連した割り込み要求をハンドリングする第1の割り込みハンドリングルーチンと、
前記第2のプロセッサスレッドに関連した割り込み要求をハンドリングする第2の割り込みハンドリングルーチンと、
をさらに備える、請求項1に記載のプロセッサ。 - 前記第1の割り込みハンドリングルーチン及び前記第2の割り込みハンドリングルーチンは、別々のエントリーポイントを有する、請求項3に記載のプロセッサ。
- 前記第1のプロセッサスレッドに関連した例外要求をハンドリングする第1の例外ハンドリングルーチンと、
前記第2のプロセッサスレッドに関連した例外要求をハンドリングする第2の例外ハンドリングルーチンと、
をさらに備える、請求項1に記載のプロセッサ。 - 前記第1のプロセッサスレッド及び前記第2のプロセッサスレッドの双方に関連した実質的にすべての例外要求又は実質的にすべての割り込み要求をそれぞれハンドリングする単一の例外ハンドリングルーチン又は単一の割り込みハンドリングルーチンをさらに備える、請求項1に記載のプロセッサ。
- 前記第1のプロセッサスレッド及び前記第2のプロセッサスレッドを含む複数のプロセッサスレッドのそれぞれに対応する一組のレジスタであって、該一組の中の各レジスタは、前記プロセッサの前記パイプラインステージの前又は後のいずれかに配置される、一組のレジスタ、
をさらに備え、
前記コントローラは、現在実行中のプロセッサスレッドの状態を対応する一組のレジスタに記憶すること、及び対応する一組のレジスタから別のプロセッサスレッドの状態をロードして、該別のプロセッサスレッドの処理を可能にすることを含む、コンテキストスイッチを前記複数のプロセッサスレッドの中から実行するように動作可能なプログラマブルコントローラを備える、請求項1に記載のプロセッサ。 - 前記複数のプロセッサスレッドのそれぞれに対応する複数のバンクを含むレジスタファイルをさらに備え、該各バンクは、対応するプロセッサスレッドに関連したデータを記憶するように動作できる、請求項7に記載のプロセッサ。
- 複数のプログラムカウンタをさらに備え、該各プログラムカウンタは、対応するプロセッサスレッドの実行状態を示すように動作できる、請求項7に記載のプロセッサ。
- 前記第1のプロセッサスレッド及び前記第2のプロセッサスレッドを含む複数のプロセッサスレッドに関連した命令をフェッチするように動作可能な命令フェッチユニットと、
前記命令フェッチユニットに応答するデコーダと、
前記デコーダに応答する発行ロジックと、
前記複数のプロセッサスレッドに対応する複数のバンクを含むレジスタファイルであって、該各バンクは、対応するプロセッサスレッドに関連したデータだけを記憶するように動作できる、レジスタファイルと、
をさらに備える、請求項1に記載のプロセッサ。 - 前記データは、所与のプロセッサスレッドに関連した、実行された命令のオペランド又は結果を含む、請求項10に記載のプロセッサ。
- 前記コントローラは、前記命令フェッチユニットと通信し、次の命令が該命令フェッチユニットによってプロセッサスレッドからフェッチされる際の該プロセッサスレッドを決定するように動作できる、請求項10に記載のプロセッサ。
- 前記複数のプロセッサスレッドのそれぞれに対応する一組のレジスタであって、該一組の中の各レジスタは、前記プロセッサの前記パイプラインステージの前又は後のいずれかに配置される、一組のレジスタ、
をさらに備え、
前記コントローラは、現在実行中のプロセッサスレッドの状態を対応する一組のレジスタに記憶すること、及び該対応する一組のレジスタから別のプロセッサスレッドの状態をロードして、該別のプロセッサスレッドの処理を可能にすることを含めて、コンテキストスイッチを前記複数のプロセッサスレッドの中から実行するように動作できる、請求項10に記載のプロセッサ。 - 前記コントローラは、前記複数のプロセッサスレッドに対応する複数のスレッド割り当てカウンタを含み、該各スレッド割り当てカウンタは、どれだけのプロセッサ時間が各プロセッサスレッド用に割り当てられるかを表す値を含む、請求項10に記載のプロセッサ。
- 前記コントローラは、前記命令フェッチユニットと通信するセレクタを切り換えることを含むコンテキストスイッチを実行するように動作できる、請求項10に記載のプロセッサ。
- 前記コントローラは、前記命令フェッチユニットと通信する前記セレクタの切り換えをプログラムの実行中に動的に制御するように動作できる、請求項15に記載のプロセッサ。
- 前記コントローラは、前記命令フェッチユニットと通信する前記セレクタの切り換えを、前記複数のプロセッサスレッドのそれぞれについての所定のプロセッサ時間割り当てに基づいて静的に制御するように動作できる、請求項15に記載のプロセッサ。
- 命令実行用の第1のプロセッサスレッドを設けること、
命令実行用の第2のプロセッサスレッドを設けること、
前記第1のプロセッサスレッドを処理すること、及び
前記第1のプロセッサスレッドから前記第2のプロセッサスレッドへのコンテキストスイッチを実行することであって、
前記第1のプロセッサスレッドに対応する第1の組のレジスタに該第1のプロセッサスレッドの状態を記憶すること、及び
前記第2のプロセッサスレッドに対応する第2の組のレジスタから該第2のプロセッサスレッドの状態をロードすること、
を含む、前記コンテキストスイッチを実行すること、
を含む、方法。 - 前記対応する一組のレジスタ内に所与のプロセッサスレッドの状態を記憶することは、プロセッサのパイプラインステージに対応するデータを記憶することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記プロセッサ時間割り当てを変更する入力を受け取ること、及び
前記変更されたプロセッサ時間割り当てに基づいて、前記第1のプロセッサスレッド及び前記第2のプロセッサスレッドの間でコンテキストスイッチを実行すること、
をさらに含む、請求項18に記載の方法。 - 前記コンテキストスイッチを実行することは、プログラムの実行中に動的にコンテキストスイッチを実行することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記コンテキストスイッチを実行することは、前記第1のプロセッサスレッド及び前記第2のプロセッサスレッドのそれぞれについての所定のプロセッサ時間割り当てに基づいて静的にコンテキストスイッチを実行することを含む、請求項18に記載の方法。
- 前記コンテキストスイッチを実行することは、命令サイクルの終了時に該コンテキストスイッチを実行することを含む、請求項18に記載の方法。
- レジスタファイルの対応するバンクに所与のプロセッサスレッドに関連したデータを記憶すること、をさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 対応するプロセッサスレッドの実行ステータスを示すこと、をさらに含む、請求項18に記載の方法。
- 前記第1のプロセッサスレッド及び前記第2のプロセッサスレッドを含む複数のプロセッサスレッドに関連した命令をフェッチすること、
前記命令をデコードすること、
前記命令を実行ユニットに発行すること、及び
所与のプロセッサスレッドの発行された命令に関連したデータを、レジスタファイルの対応するバンク内に記憶することであって、該各バンクは、対応するプロセッサスレッドに関連したデータだけを記憶する、レジスタファイルの対応するバンク内に記憶すること、
をさらに含む、請求項18に記載の方法。 - 次の命令がプロセッサスレッドからフェッチされる際の該プロセッサスレッドを決定すること、をさらに含む、請求項26に記載の方法。
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