一种指令处理系统和指令处理方法与流程

专利2025-03-06  29


本发明涉及指令处理相关,尤其是涉及一种指令处理系统和指令处理方法。


背景技术:

1、随着新能源汽车、工业智能化的发展,对处理器的性能要求越来越高,势必导致处理器指令集越来越庞大。而应用环境复杂、电磁干扰等问题会导致处理器在运行过程中受到干扰,导致合法指令突变为非法指令。而对于现有的处理器核,都是将指令先输入译码器进行译码,然后对译码之后的指令进行合法性的判断,以便进行后续处理,因此对译码器的设计要求更高,需要译码器有更复杂的译码逻辑,此种方式导致处理器核的电路规模庞大、译码器设计复杂度高,译码难度大,程序执行效率低。


技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种指令处理系统,能够降低译码器的设计复杂度和难度,提高程序执行效率。

2、本发明还提供了一种指令处理方法、用于执行上述指令处理方法的控制装置以及计算机可读存储介质。

3、根据本发明的第一方面实施例的指令处理系统,所述系统包括:

4、存储单元,用于存储目标指令;

5、译码单元,与所述存储单元连接;

6、处理单元,与所述译码单元连接;

7、非法指令监测单元,连接在所述存储单元和所述译码单元之间,所述非法指令监测单元用于根据预设编码格式和所述目标指令的编码格式确定所述目标指令的合法性,响应于所述合法性指示所述目标指令为非法指令,将所述目标指令归一化为归一非法指令后输出至所述译码单元进行译码得到译码结果,以使得所述处理单元根据所述译码结果进行相应处理。

8、根据本发明实施例的指令处理系统,至少具有如下有益效果:

9、通过在译码单元之前设置非法指令监测单元,在译码前先根据预设编码格式和目标指令的编码格式确定目标指令的合法性,在合法性指示目标指令为非法指令的情况下,将目标指令归一化为归一非法指令后再输出至译码单元进行译码。相比先对目标指令进行译码后再判断目标指令的合法性,本发明实施例在译码之前就判断目标指令的合法性,并将所有的非法指令都统一为同一格式再输入译码单元进行译码,使得译码单元只需要有一种非法指令的译码逻辑,能够降低译码器的设计复杂度和难度,提高程序执行效率。

10、根据本发明的一些实施例,所述存储单元和所述非法指令监测单元之间还设有ecc纠错模块,所述ecc纠错模块用于获取所述目标指令,对所述目标指令进行校验纠错处理后输入所述非法指令监测单元。

11、根据本发明的第二方面实施例的指令处理方法,应用于如上述第一方面实施例所述的指令处理系统,所述指令处理方法包括:

12、获取所述目标指令;

13、根据所述预设编码格式和所述目标指令的编码格式确定所述目标指令的合法性;

14、响应于所述合法性指示所述目标指令为非法指令,将所述目标指令归一化为归一非法指令后输出至所述译码单元进行译码得到译码结果,以使得所述处理单元根据所述译码结果进行相应处理。

15、根据本发明实施例的指令处理方法,至少具有如下有益效果:

16、通过在译码单元之前设置非法指令监测单元,在译码前先根据预设编码格式和目标指令的编码格式确定目标指令的合法性,在合法性指示目标指令为非法指令的情况下,将目标指令归一化为归一非法指令后再输出至译码单元进行译码。相比先对目标指令进行译码后再判断目标指令的合法性,本发明实施例在译码之前就判断目标指令的合法性,并将所有的非法指令都统一为同一格式再输入译码单元进行译码,使得译码单元只需要有一种非法指令的译码逻辑,能够降低译码器的设计复杂度和难度,提高程序执行效率。

17、根据本发明的一些实施例,所述译码单元包括依次连接的采样单元和指令译码模块,所述采样单元的输入端与所述非法指令监测单元的输出端连接,所述指令译码模块的输出端与所述处理单元连接;

18、所述将所述目标指令归一化为归一非法指令后输出至所述译码单元进行译码得到译码结果,包括:

19、生成屏蔽信号,以关断所述非法指令监测单元的输出端;

20、将所述采样单元的输入端进行置零处理,以使得所述采样单元输出全零的所述归一非法指令到所述指令译码模块进行译码得到所述译码结果。

21、根据本发明的一些实施例,所述预设编码格式包括操作码编码格式,所述目标指令包括操作码;所述根据所述预设编码格式和所述目标指令的编码格式确定所述目标指令的合法性,包括:

22、根据所述操作码编码格式和所述目标指令的操作码确定操作码匹配结果;

23、响应于所述操作码匹配结果指示所述目标指令的操作码的编码格式与所述操作码编码格式不匹配,确定所述合法性指示所述目标指令为非法指令。

24、根据本发明的一些实施例,所述目标指令还包括操作数;在所述根据所述操作码编码格式和所述目标指令的操作码确定操作码匹配结果之后,所述指令处理方法还包括:

25、响应于所述操作码匹配结果指示所述目标指令的操作码的编码格式与所述操作码编码格式匹配,确定所述目标指令的操作码的匹配格式;

26、根据所述匹配格式确定所述目标指令的操作数的操作数形式;

27、响应于所述操作数形式为寄存器形式,确定所述寄存器形式对应的目标寄存器;

28、确定所述目标寄存器与已有的寄存器的寄存器匹配结果;

29、响应于所述寄存器匹配结果指示所述目标寄存器与已有的寄存器不匹配,确定所述合法性指示所述目标指令为非法指令。

30、根据本发明的一些实施例,所述存储单元和所述非法指令监测单元之间还设有ecc纠错模块,所述指令处理方法还包括通过所述ecc纠错模块执行的以下步骤:

31、获取所述目标指令;

32、对所述目标指令进行校验得到第一校验结果;

33、响应于所述第一校验结果指示所述目标指令有一位错误,对所述目标指令进行纠错后输入至所述非法指令监测单元。

34、根据本发明的一些实施例,在所述对所述目标指令进行校验得到第一校验结果之后,所述指令处理方法还包括:

35、响应于所述第一校验结果指示所述目标指令超过一位错误,重新读取所述目标指令进行校验得到第二校验结果;

36、响应于所述第二校验结果指示所述目标指令超过一位错误,生成错误信息,并将所述目标指令输入至所述非法指令监测单元。

37、根据本发明的一些实施例,所述ecc纠错模块包括错误状态寄存器和错误地址寄存器,所述错误状态寄存器包括指令错误标志位和错误位数位;所述生成错误信息,包括:

38、将所述错误状态寄存器中的所述指令错误标志位设为指令错误状态;

39、根据所述第二校验结果确定错误位数和错误地址;

40、将所述错误位数写入所述错误状态寄存器的所述错误位数位;

41、将所述错误地址写入所述错误地址寄存器。

42、根据本发明的一些实施例,所述指令处理方法还包括:

43、轮询所述错误状态寄存器中的所述指令错误标志位;

44、响应于所述指令错误标志位为所述指令错误状态,控制系统复位。

45、根据本发明的第三方面实施例的控制装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第二方面实施例所述的指令处理方法。由于控制装置采用了上述实施例的指令处理方法的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

46、根据本发明的第四方面实施例的计算机可读存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行如上述第二方面实施例所述的指令处理方法。由于计算机可读存储介质采用了上述实施例的指令处理方法的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果。

47、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。


技术特征:

1.一种指令处理系统,其特征在于,所述系统包括:

2.根据权利要求1所述的指令处理系统,其特征在于,所述存储单元和所述非法指令监测单元之间还设有ecc纠错模块,所述ecc纠错模块用于获取所述目标指令,对所述目标指令进行校验纠错处理后输入所述非法指令监测单元。

3.一种指令处理方法,其特征在于,应用于如权利要求1或2所述的指令处理系统,所述指令处理方法包括:

4.根据权利要求3所述的指令处理方法,其特征在于,所述译码单元包括依次连接的采样单元和指令译码模块,所述采样单元的输入端与所述非法指令监测单元的输出端连接,所述指令译码模块的输出端与所述处理单元连接;

5.根据权利要求3所述的指令处理方法,其特征在于,所述预设编码格式包括操作码编码格式,所述目标指令包括操作码;所述根据所述预设编码格式和所述目标指令的编码格式确定所述目标指令的合法性,包括:

6.根据权利要求5所述的指令处理方法,其特征在于,所述目标指令还包括操作数;在所述根据所述操作码编码格式和所述目标指令的操作码确定操作码匹配结果之后,所述指令处理方法还包括:

7.根据权利要求3所述的指令处理方法,其特征在于,所述存储单元和所述非法指令监测单元之间还设有ecc纠错模块,所述指令处理方法还包括通过所述ecc纠错模块执行的以下步骤:

8.根据权利要求7所述的指令处理方法,其特征在于,在所述对所述目标指令进行校验得到第一校验结果之后,所述指令处理方法还包括:

9.根据权利要求8所述的指令处理方法,其特征在于,所述ecc纠错模块包括错误状态寄存器和错误地址寄存器,所述错误状态寄存器包括指令错误标志位和错误位数位;所述生成错误信息,包括:

10.根据权利要求9所述的指令处理方法,其特征在于,所述指令处理方法还包括:


技术总结
本发明公开了一种指令处理系统和指令处理方法,系统包括:存储单元,用于存储目标指令;译码单元,与存储单元连接;处理单元,与译码单元连接;非法指令监测单元,连接在存储单元和译码单元之间,非法指令监测单元用于根据预设编码格式和目标指令的编码格式确定目标指令的合法性,响应于合法性指示目标指令为非法指令,将目标指令归一化为归一非法指令后输出至译码单元进行译码得到译码结果,以使得处理单元根据译码结果进行相应处理。本发明实施例能够降低译码器的设计复杂度和难度,提高程序执行效率。

技术研发人员:吴修英,黄嵩人,刘杨,匡琅辉
受保护的技术使用者:湖南进芯电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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