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互斥微操作命令的查找算法
互斥微操作命令的查找算法
孙志卓;巩建闽;刘利东;胡凯
【摘要】大多数CISC处理器和VLIW处理器都采用微程序控制,水平型微指令因其并行能力强、效率高和灵活性强而被广泛使用,为了优化设计微程序控制器,需对水平型微指令中互斥的微操作命令进行字段编码.为了快速、准确地确定各组互斥的微操作命令,该文综合运用了集合和数据结构中树的知识,提出了一种查找互斥微操作命令的算法.可编程实现互斥微操作命令查找的自动化,适用于包含几十、上百或更多种不同微操作命令的CISC或VLIW处理器的微指令设计.
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2006(032)019
【总页数】3页(P74-75,78)
【关键词】微程序;微指令;互斥事件;微操作命令
【作者】孙志卓;巩建闽;刘利东;胡凯
【作者单位】德州学院计算机系,德州,253000;德州学院计算机系,德州,253000;德州学院计算机系,德州,253000;德州学院计算机系,德州,253000
【正文语种】中文
【中图分类】工业技术
第32卷Vol.32第19期№19计算机工程ComputerEngineering2006年10月October2006·软件技术与数据库·文章编号:
1000-3428(2006)19-0074-02文献标识码:
A中圈分类号:
TP302互斥微操作命令的查找算法孙志卓,巩建闷,刘利东,胡凯(德州学院计算机系,德州253000)摘要:
大多数CISC处理器和VLIW处理器都采用微程序控制,水平型微指令因其并行能力强、效率高和灵活性强而被广泛使用,为了优化设计微程序控制器,需对水平型微指令中互斥的微操作命令进行字段编码。
为了快速、准确地确定各组互斥的微操作命令,该文综合运用了集合和数据结构中树的知识,提出了一种查找互斥徼操作命令的算法。
可编程实现互斥微操作命令之找的自动化,适用于包含几
十、上百或更多种不同微操作命令的asc或VLIW处理器的微指令设计。
关健词:
微程序;微指令;互斥事件;微操作命令SearchAlgorithmofExclusiveMicrooperationsCommandSUNZhizhuo,GONGJianmin,LIULidong,HUKai(DeparimentofComputer,DezhouUniversity,Dezhou253000)(Abstract}MostCISCorVLIWprocessorsaremicroprogrammedprocessors,horizontalmicroinstructioniswidelyusedforitshighdegreeofparallelism,efficiencyandflexibility,itisnecessarytoencodeoneorseveralgroupsofmutuallyexclusivemicrooperationsindifferentfieldsinoptimizingthemicrocodeROM.Toascertaineachgroupofmutuallyexclusivemicrooperationsaccuratelyandexpediently,thealgorithmispresentedbasedonsettheoryandtreeindatastructure.Itrealizestheautomationofascertainingmutuallyexclusivemicrooperations.ItisapplicabletothoseCISCorVLIWprocessorsthatmayincludedozens,hundredsorevenmoredifferentmicrooperations.[Keywords]Microprogram;Microinstruction;Exclusiveevent;Microoperationcommand作为整个处理器控制通路的核心部件,微程序控制器…的性能是决定处理器性能的关键因素之-[2】,为此本文对微程序控制器进行优化设计。
对微程序控制器进行优化设计,最主要的是在保证处理器执行速度的同时,减小微程序ROM所占用的面积‘31。
水平型微指令因其并行能力强、效率高、灵活性强等优点,在微程序设计中,被广泛使用,为了优化设计微程序控制器,通常需对水平型微指令中互斥的微操作命令进行字段编码以减小微程序ROM的位宽。
本文综合运用有关集合和数据结构中树的知识,提出了一种查找互斥微操作命令的算法,利用本算法编程能够实现互斥微操作命令的查找自动化,可极大地提高CPU设计中微指令的设计效率。
1算法实现与分析设实现某处理器指令系统规定的所有功能,需要n种不同的微指令,则微指令集合表示为,={“,2…,,In},若微指令,I—,n中共包含的优种不同的微操作命令,微操作命令集合可用c表示为C={CI,c2….,C。
】,根据微指令实现的具体功能,可以确定每一条微指令所包含的微操作命令,若Il包含微操作命令cl、Cm,可用集合,l表示为li={ci,Cml。
可见任何一条微指令所包含的微操作命令均为微操作命令集合c的子集。
定义l若c。
∈c,CpEc,其中l 、cp互斥。 由互斥的定义,可定义互斥微操作命令查找集合。 定义2互斥微操作命令查找集合Ci(lSi曼m)中的微操作命令均与微操作命令ci互斥,且其编号均大于f。 -74-1.1建立互斥j操作命令查找集合建立互斥微操作命令查找集合C.至Cm的方法如下: (1)建立集合Cl: 1)建立空集合c: ;2)在集合,l至,。 中查找CI,若cI∈,.(1茎f9),则ci=c;Uli;3)求集合c: 关于微操作命令集合c的补集,记为Cl,有C,-一c: ,然后把微操作命令Cl,从微操作命令集合“集合Il—l。 中删去(若包含),由集合c形成的新集合记为c1,集合,,~,。 形成的新集合对应为,? 至,: (无论有无元素删除,为了方便也重新编号,后面是均如此)。 (2)建立集合C2: 1)建立空集合C2;2)在集合,? 至,: 中查找C2,若c: ∈,? (1sf劲),则C;=C2uIj3)求集合a关于徼操作命令集合c’的补集,记为c: ,有c2=~c;,然后把微操作命令c2从微操作命令集合c7、集合,}至,: 中删去(若包含),由集合c7形成的新集合记为c2,集合,f至,: 形成的新集合对应为,卜,: a按如上规律,求出其余查找集合c,.c。 。 1.2根据查找集合生成互斥徽操#自令的爿剐树根据查找集合Cl~Cm,生成互斥微操作命令判别树‘4】,由于有m个查找集合,总共要生成m棵判别树,分别记为作者简介: 孙志卓(1973-),男,硕士、讲师,主研方向: 计算机系统结构,计算机测量与控制;巩建闽,博士生、教授;刘利东,硕士、教授;胡凯,硕士、讲师收稿日期: 2005-12-30E.mail: sunzhizhuo@sina.第32卷Vol.32第19期№计算机工程Computer年10月October摘要: 大多数CISC处理器和VLIW处理器都采用微程序控制,水平型微指令因其并行能力强、效率高和灵活性强而被广泛使用,为了优化设计微程序控制器,需对水平型微指令中互斥的微操作命令进行字段编码。 为了快速、准确地确定各组互斥的微操作命令,该文综合运用了集合和数据结构中树的知识,提出了一种查找互斥徼操作命令的算法。 可编程实现互斥微操作命令之找的自动化,适用于包含几十、上百或更多种不同微操作命令的asc或VLIW处理器的微指令设计。 AlgorithmofExclusiveMicrooperationsCommandSUNZhizhuo,GONGJianmin,LIULidong,HUKai(DeparimentofComputer,DezhouUniversity,Dezhou253000)(Abstract}MostCISCorVLIWprocessorsaremicroprogrammedprocessors,horizontalmicroinstructioniswidelyusedforitshighdegreeofparallelism,efficiencyandflexibility,itisnecessarytoencodeoneorseveralgroupsofmutuallyexclusivemicrooperationsindifferentfieldsinoptimizingthemicrocodeROM.Toascertaineachgroupofmutuallyexclusivemicrooperationsaccuratelyandexpediently,thealgorithmispresentedbasedonsettheoryandtreeindatastructure.Itrealizestheautomationofascertainingmutuallyexclusivemicrooperations.ItisapplicabletothoseCISCorVLIWprocessorsthatmayincludedozens,hundredsorevenmoredifferentmicrooperations.[Keywords]Microprogram;Microinstruction;Exclusiveevent;Microoperationcommand作为整个处理器控制通路的核心部件,微程序控制器…的性能是决定处理器性能的关键因素之-[2】,程序控制器进行优化设计。 对微程序控制器进行优化设计,最主要的是在保证处理器执行速度的同时,减小微程序ROM所占用的面积‘31在微程序设计中,被广泛使用,为了优化设计微程序控制器,通常需对水平型微指令中互斥的微操作命令进行字段编码以减小微程序ROM的位宽。 本文综合运用有关集合和数据结构中树的知识,提出了一种查找互斥微操作命令的算法,利用本算法编程能够实现互斥微操作命令的查找自动化,可极大地提高CPU设计中微指令的设计效率。 设实现某处理器指令系统规定的所有功能,需要n种不同的微指令,则微指令集合表示为,={“,2…,,In},若微指令I—,n中共包含的优种不同的微操作命令,微操作命令集合可用c表示为C={CI,c2….,C。 】,根据微指令实现的具体功能,可以确定每一条微指令所包含的微操作命令,若Il包含微操作命令cl、Cm,可用集合,l表示为li={ci,Cml。 可见任何一条微指令所包含的微操作命令均为微操作命令集合c的子集。
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