分支预测的方法及其微处理器以及数据处理系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113760371A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202110595168.1(22)申请日2021.05.28(30)优先权数据16/888,8732020.06.01US(71)申请人晶心科技股份有限公司地址中国台湾新竹市新竹科学工业园区力行一路1号3楼A1-4(72)发明人陈丁明(74)专利代理机构北京同立钧成知识产权代理有限公司11205代理人宋兴臧建明(51)Int.Cl.G06F9/38(2006.01)权利要求书4页说明书15页附图8页(54)发明名称分支预测的方法及其微处理器以及数据处理系统(57)摘要一种分支预测的方法及其微处理器以及数据处理系统。转译后备缓冲器条目皆有虚拟页地址。分支目标缓冲器条目包含代表对映分支地址和目标地址的转译后备缓冲器条目的位置信息。分支预测执行的方式是存取分支目标缓冲器和转译后备缓冲器，其中代表转译后备缓冲器N个条目之一的位置信息用于判断是否命中分支目标缓冲器。如果命中分支目标缓冲器，那么可透过使用分支目标缓冲器中的目标地址位置信息存取转译后备缓冲器以取得对映分支地址的分支目标地址，或当所命中的分支目标缓冲器条目中的相同页位被设定时，使用分支页地址来构成对映分支地址的分支目标地址。CN113760371ACN113760371A权利要求书1/4页1.一种微处理器，包括：转译后备缓冲器，包含可通过分支地址和非分支地址的指令地址寻址的N组多个转译后备缓冲器条目，在指令提取时将指令地址的虚拟页地址转译为物理页地址，且根据指令地址来决定是否命中转译后备缓冲器多个转译后备缓冲器条目的一个条目，每一转译后备缓冲器条目包含虚拟页地址和对应于该虚拟页地址的物理页地址，其中N是大于0的整数；以及分支目标缓冲器，包含可通过分支地址寻址的多个分支目标缓冲器条目，每一条目包含一个分支地址简码，和一个对应于该分支地址的目标地址简码，且根据命中的转译后备缓冲器条目的转译后备缓冲器路码来判断是否至少命中多个分支目标缓冲器条目之一，其中转译后备缓冲器路码代表N组转译后备缓冲器条目组的其中一组。2.根据权利要求1所述的微处理器，其中使用所述分支目标缓冲器中至少一个条目内的目标地址简码的一部分搜寻所述转译后备缓冲器，以便将至少一个所述分支目标缓冲器条目内的所述目标地址简码转译为所述分支目标地址的虚拟页地址，以及其中由所述分支目标缓冲器透过串接所述转译后备缓冲器转译出的所述虚拟页地址与所述分支目标缓冲器中至少一个条目内所述目标地址简码的一部分来产生所述分支地址的所述分支目标地址。3.根据权利要求1所述的微处理器，其中所述分支目标缓冲器透过串接分支地址的一部分与所述转译后备缓冲器路码以形成一串接地址，且比较该串接地址与所述分支目标缓冲器的条目中的分支地址简码以判断是否命中至少一个所述分支目标缓冲器的条目。4.根据权利要求1所述的微处理器，其中所述转译后备缓冲器使用所述分支地址的一部分搜索以取得对应于所述转译后备缓冲器的至少一个条目的转译后备缓冲器路码。5.根据权利要求1所述的微处理器，其中所述分支目标缓冲器条目以M路相联映像方式组成，其中M是大于0的整数，且至少命中多个分支目标缓冲器条目之一包含命中此M个分支目标缓冲器条目之一。6.根据权利要求1所述的微处理器，其中所述转译后备缓冲器仅包含指令地址。7.根据权利要求1所述的微处理器，其中所述转译后备缓冲器具有不同分页大小的条目。8.根据权利要求1所述的微处理器，其中每一所述分支目标缓冲器的条目中进一步包含一相同页位以标记所述分支目标地址的虚拟页地址与所述分支地址相同，并将所述分支地址的虚拟页地址用于形成分支目标地址。9.根据权利要求1所述的微处理器，进一步包括：一个指令转译后备缓冲器，包含由所述指令地址寻址的多个指令转译后备缓冲器条目，每一指令转译后备缓冲器条目包含虚拟页地址和用以对映至所述转译后备缓冲器N组条目之一的转译后备缓冲器路码，其中所述转译后备缓冲器路码用于与所述分支目标缓冲器的至少一个条目做比较以判断是否命中所述分支目标缓冲器。10.根据权利要求9所述的微处理器，其中所述指令转译后备缓冲器条目以K路相联映射组成；其中K是大于0的整数。2CN113760371A权利要求书2/4页11.根据权利要求9所述的微处理器，其中，当分支页地址不在所述指令转译后备缓冲器中时，所述指令转译后备缓冲器透过虚拟地址查找操作存取所述转译后备缓冲器以查找分支页地址，其中所述转译后备缓冲器中与分支页地址相关联的条目内的物理页地址和其转译后备缓冲器路码用于替换所述指令转译后备缓冲器中的一个条目。12.根据权利要求9所述的微处理器，其中，当分支页地址不在所述指令转译后备缓冲器中时，所述指令转