本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種多線程處理器和處理方法。所述處理器包括：用于多個(gè)線程使用的專用資源和共享資源；用于當(dāng)執(zhí)行的多個(gè)線程中任一線程的指令是空閑指令時(shí)，關(guān)閉線程專用資源的工作時(shí)鐘；當(dāng)多個(gè)線程的指令都是空閑指令時(shí)，關(guān)閉線程共享資源工作時(shí)鐘的空閑控制模塊。所述方法包括：當(dāng)執(zhí)行的多個(gè)線程中任一線程的指令是空閑指令時(shí)，則關(guān)閉線程專用資源的工作時(shí)鐘；如果執(zhí)行的多個(gè)線程的指令都是空閑指令時(shí)，則關(guān)閉多個(gè)線程共享資源的工作時(shí)鐘。本發(fā)明專利技術(shù)通過執(zhí)行線程空閑指令來控制線程資源的工作時(shí)鐘，有效減少了線程資源的浪費(fèi)，從而降低了多線程處理器的功耗。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及多線程處理器，尤其涉及。
技術(shù)介紹
處理器，特別是嵌入式處理器，越來越廣泛地應(yīng)用在移動(dòng)通信、數(shù)字消費(fèi)電子和智能控制設(shè)備等領(lǐng)域。在處理器架構(gòu)中，處理器可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)發(fā)射并執(zhí)行多條指令。然而，在單線程處理器結(jié)構(gòu)中只能發(fā)掘一個(gè)線程的指令級(jí)并行度來提高處理器的吞吐率以及計(jì)算資源利用率，在不能發(fā)掘足夠的指令來填滿指令發(fā)射槽時(shí)就產(chǎn)生處理器計(jì)算資源的浪費(fèi)。同時(shí)，當(dāng)由于緩存撲空或者資源沖突造成處理器在接下來的時(shí)鐘周期中不 能發(fā)射任何指令時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致計(jì)算資源的浪費(fèi)，限制了處理器處理能力的提高。多線程處理器結(jié)構(gòu)則允許在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)發(fā)射來自多個(gè)線程的多條指令，可以有效開發(fā)利用多個(gè)線程中的并行指令。同時(shí)，當(dāng)由于長(zhǎng)延遲事件或者資源沖突導(dǎo)致一個(gè)線程停頓堵塞時(shí)，多線程處理器又可以發(fā)射執(zhí)行另一個(gè)未阻塞線程的指令，從而有效減少計(jì)算資源的浪費(fèi)。在多線程處理器結(jié)構(gòu)中，處理器的功耗一般分為兩種一種是來自器件的動(dòng)態(tài)功耗，另一種是來自漏電的靜態(tài)功耗。動(dòng)態(tài)功耗包括電容充放電以及當(dāng)P/N MOS管同時(shí)打開時(shí)形成的瞬間短路電流。每個(gè)器件的動(dòng)態(tài)功耗和時(shí)鐘頻率有關(guān)，隨著時(shí)鐘翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)電容充放電，以及產(chǎn)生瞬間短路電流。雖然在多線程處理器結(jié)構(gòu)中，多個(gè)線程共享計(jì)算資源，有效提高了處理器的資源利用率。同時(shí)，為了保證多個(gè)線程可以同時(shí)運(yùn)行，各個(gè)線程也需要各自專用的資源。但是，多線程的共享計(jì)算資源和各個(gè)線程的專用資源的使用都將會(huì)導(dǎo)致處理器的功耗被提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種在線程處于空閑狀態(tài)時(shí)，關(guān)閉線程資源工作時(shí)鐘的方法，來解決多線程處理器資源浪費(fèi)的問題，從而降低了多線程處理器的功耗。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種多線程處理器，包括用于多個(gè)線程的專用資源和共享資源；用于當(dāng)執(zhí)行的多個(gè)線程中任一線程的指令是空閑指令時(shí)，關(guān)閉線程專用資源的工作時(shí)鐘，當(dāng)多個(gè)線程的指令都是空閑指令時(shí)，關(guān)閉線程共享資源工作時(shí)鐘的空閑控制豐吳塊。本專利技術(shù)另一方面提供了一種降低多線程處理器功耗的方法，該方法步驟包括當(dāng)執(zhí)行的多個(gè)線程中任一線程的指令是空閑指令時(shí)，則關(guān)閉線程專用資源的工作時(shí)鐘；如果執(zhí)行的多個(gè)線程的指令都是空閑指令時(shí)，則關(guān)閉多個(gè)線程共享資源的工作時(shí)鐘。本專利技術(shù)實(shí)施例的，能夠解決多線程處理器資源浪費(fèi)的問題，從而大大降低了多線程處理器的功耗。附圖說明圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例空閑(Idle)控制模塊資源控制示意圖2為本專利技術(shù)一實(shí)施例Idle控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本專利技術(shù)另一實(shí)施例Idle控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例降低多線程處理器功耗的方法流程圖。具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本專利技術(shù)的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例Idle控制模塊資源控制示意圖。如圖I所示，本專利技術(shù)實(shí)施例包括Idle控制模塊110、線程I專用資源120、線程2專用資源121、以及線程N(yùn)專用資源129和線程共享資源130。線程的專用資源包括程序計(jì)數(shù)器PC，通用寄存器堆，中斷處理單元、控制邏輯和指令池的工作時(shí)鐘；線程的共享資源包括加法器、乘法器、累加器、移位寄存器，取指單元和譯碼單元。Idle控制模塊110用于當(dāng)執(zhí)行的多個(gè)線程中任一線程的指令是Idle指令時(shí)，關(guān)閉該線程專用資源的工作時(shí)鐘，當(dāng)多個(gè)線程的指令都是Idle指令時(shí)，關(guān)閉線程共享資源的工作時(shí)鐘。例如，多線程處理器所執(zhí)行的線程I的指令是Idle指令，則由Idle控制模塊110關(guān)閉該線程I專用資源120的工作時(shí)鐘信號(hào)，當(dāng)執(zhí)行的多個(gè)線程的指令都是Idle指令時(shí)，Idle控制模塊110關(guān)閉多個(gè)線程的共享資源130的工作時(shí)鐘信號(hào)。圖2為本專利技術(shù)一實(shí)施例Idle控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。所圖2所示，本專利技術(shù)實(shí)施例包括兩個(gè)Idle子模塊，即Idle子模塊211和Idle子模塊212 ;三個(gè)或門組成的邏輯電路，即或門221、或門222和或門223 ;三個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器(Internal Clock Generator, ICG),即ICG231、ICG232和ICG233。Idle子模塊211通過或門221連接到ICG231, Idle子模塊212通過或門222連接到ICG232，或門221與或門222的輸出端連接到或門223，或門223的輸出端連接到ICG233。本專利技術(shù)實(shí)施例中的邏輯電路在保持功能不變的情況下，還可以通過其它門電路來代替，例如用多個(gè)與門電路來組成邏輯電路。在一個(gè)例子中，Idle子模塊211接收到第一線程為Idle指令時(shí)，通過或門221向或門223和ICG231傳送低電平“O”值信號(hào)，ICG231在接收到來自Idle子模塊211的“O”值信號(hào)時(shí)，則關(guān)閉第一線程專用資源的工作時(shí)鐘信號(hào)。Idle子模塊212用于接收第二線程為Idle指令時(shí)，通過或門222向或門223和ICG232傳送低電平“O”值信號(hào)，ICG232則關(guān)閉第二線程專用資源的工作時(shí)鐘信號(hào)。或門223當(dāng)接收到或221和或門222的信號(hào)都是低電平“O”值信號(hào)時(shí)，則向ICG233傳送低電平“O”值信號(hào)，ICG233則關(guān)閉第一線程和第二線程的共享資源工作時(shí)鐘信號(hào)。在一個(gè)例子中，通過第一線程或者第二線程的中斷信號(hào)為高電平“I”值時(shí)，ICG231或ICG233將重新開啟線程的專用資源以及線程的共享資源的工作時(shí)鐘。圖3為本專利技術(shù)另一實(shí)施例Idle控制模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，本專利技術(shù)實(shí)施例的Idle控制模塊30包括時(shí)鐘控制單元31和中斷喚醒單元32。時(shí)鐘控制單元31用于當(dāng)多線程處理器執(zhí)行線程的Idle指令時(shí)，關(guān)閉該線程的專用資源工作時(shí)鐘；當(dāng)多線程處理器執(zhí)行的所有線程都是Idle指令時(shí)，關(guān)閉所有線程所使用的共享資源工作時(shí)鐘。中斷喚醒單元32用于接收線程的中斷信號(hào)，線程的任何一個(gè)中斷的產(chǎn)生都會(huì)使該線程退出空閑狀態(tài)，從而重新開啟該線程的的專用資源的工作時(shí)鐘。當(dāng)任何一個(gè)線程的中斷產(chǎn)生時(shí)，該線程的中斷就可以將處理器的線程專用資源以及共享資源的時(shí)鐘信號(hào)喚醒。線程的工作時(shí)鐘開啟后，該線程將繼續(xù)執(zhí)行Idle指令后的下一條指令。圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例降低多線程處理器功耗的方法流程圖。如圖I所示，本專利技術(shù)實(shí)施例降低多線程處理器功耗的方法包括步驟401-405 在步驟401，依次執(zhí)行多個(gè)線程的指令。具體地，多線程處理器通過取指單元接收來多個(gè)線程的指令，并執(zhí)行相應(yīng)的指令操作。在步驟402，當(dāng)多線程處理器執(zhí)行的線程指令是Idle指令時(shí)，執(zhí)行步驟403，否則 返回到步驟401。多線程處理器中的任何一個(gè)線程都有可能由于具體操作的任務(wù)被掛起而進(jìn)入空閑狀態(tài)，產(chǎn)生Idle指令。在空閑狀態(tài)下該線程不做任何操作，只是等待系統(tǒng)的重新開啟信肩、O線程的Idle指令編碼如表I所示。表I31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 O OOOoo1Oid1Q1000000000000000000000當(dāng)多線程處理器在執(zhí)行空閑狀態(tài)下的線程Idle指令時(shí)，通過Idle控制模塊關(guān)閉該空閑狀態(tài)下的線程專用資源的工作時(shí)鐘，該線程的專用資源包括線程的程序計(jì)數(shù)器PC、通用寄存器堆、中斷處理單元、控制邏輯和指令池等器件。線程的專用資源在沒有時(shí)鐘信號(hào)時(shí)停止工作，但是對(duì)于定時(shí)器、串行口等外部設(shè)備仍保持正常的工作狀態(tài)。在步驟本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種多線程處理器，其特征在于，所述處理器包括：用于多個(gè)線程使用的專用資源和共享資源；用于當(dāng)執(zhí)行的多個(gè)線程中任一線程的指令是空閑指令時(shí)，關(guān)閉所述線程專用資源的工作時(shí)鐘，當(dāng)多個(gè)線程的指令都是空閑指令時(shí)，關(guān)閉所述線程共享資源工作時(shí)鐘的空閑控制模塊。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈鉦，梁敏，侯世國(guó)，吉亞平，李良衍，王文東，凌霄，林晗，張喆鵬，任冬晨，張麗偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州簡(jiǎn)約納電子有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。