一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构技术领域
本发明属于计算机图形处理硬件领域，尤其涉及一种基于DIMT架构的统一染色阵
列记分板实现架构。
背景技术
统一染色器阵列在运算处理中往往是超标量的，既有数十个warp需要调度、又有
数十个并行单元同时执行运算，如何高效准确的调度多个warp多个并行单元上进行运算，
严重影响着超标量计算的性能与效率。目前公开研究多是针对单现场多线程的研究，未发
现有针对多现场、多线程、多发射的记分板研究。
发明内容
发明目的：
本发明主要提供一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构，可以保证超
标量处理器正确与高效的运行。
技术方案：
本发明的解决方案是：
一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构，包括：
指令状态表(1)、功能单元状态表(2)、寄存器状态表(3)、状态更新及相关检测逻
辑(4)；
指令状态表(1)与预译码单元(5)、状态更新及相关检测逻辑(4)相连，预译码单元
(5)输出每个warp中待下发指令的译码信息给指令状态表(1)，指令状态表(1)将这些信息
按warp存储后传输给状态更新及相关检测逻辑(4)；
功能单元状态表(2)与发射单元(6)、执行单元(7)、状态更新及相关检测逻辑(4)
相连，在发射单元(6)下发指令时，发射单元(6)将本次下发指令所使用的功能单元信息传
输给功能单元状态表(2)，在执行单元(7)每次执行结束时将该功能单元的结束信息传输给
功能单元状态表(2)，功能单元状态表(2)根据这两个信息，记录每个执行单元的工作开始
和结束状态信息，并将此开始和结束状态信息传递给状态更新及相关检测逻辑(4)；
寄存器状态表(3)与发射单元(6)、执行单元(7)、状态更新及相关检测逻辑(4)相
连，在发射单元(6)下发指令时，发射单元(6)将本次下发指令所使用的目标寄存器地址传
递给寄存器状态表(3)，在执行单元(7)每次执行结束时将其所写入的寄存器地址传递给寄
存器状态表(3)，寄存器状态表(3)根据这两个信息建立寄存器的锁定状态，并将此锁定状
态传输给状态更新及相关检测逻辑(4)；
状态更新及相关检测逻辑(4)与指令状态表(1)、功能单元状态表(2)、寄存器状态
表(3)、warp调度单元(8)相连，状态更新及相关检测逻辑(4)接收所述每个warp中待下发指
令的译码信息、每个执行单元的工作开始和结束状态信息、寄存器的锁定状态并进行比对，
将warp准备好信息传输给warp调度单元(8)。
Warp准备好的具体策略是：warp中的指令所使用的寄存器没有被锁定；如果执行
单元(7)中的功能单元是流水的，那么warp指令所使用的功能单元不会发生冲突；如果执行
单元(7)中的功能单元是非流水的，那么必须等当前功能单元上的指令执行完成后才可判
定为warp指令所使用的功能单元不存在冲突。
有益效果：
本发明的优点是：本发明提供的一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架
构，通过统计染色阵列在运行过程中各种资源使用的情况，以及对多warp两个待发射指令
的指令分析，判断出当前时刻哪个warp对应的双指令可以发射，从而可以保证染色器阵列
正确、高效的执行超标量的计算。
附图说明
图1为本发明的方法模块图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明
进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于
限定本发明。
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。
一种基于DIMT架构的统一染色阵列记分板实现架构，如图1所示，包括：
指令状态表(1)、功能单元状态表(2)、寄存器状态表(3)、状态更新及相关检测逻
辑(4)；
所述指令状态表(1)，用于记录每个待调度warp中两条指令预译码的信息，包括源
寄存器、目的寄存器、使用的功能单元、使用功能单元的周期。
所述功能单元状态表(2)，用于记录每个执行单元中的运算部件所处的状态，对于
流水部件，需要记录该部件流水级上每一拍正在进行的运算；对于非流水部件，需要记录该
部件当前是否进行着运算。对于多个相同并行功能单元同时执行运算的情况，可以只记录
其中一个功能的状态。
所述寄存器状态表(3)，用于统计每一个执行单元对应的每一个寄存器是否处于
可操作状态，即没有被锁定。对于多个相同并行功能单元同时执行运算的情况，可以只记录
其中锁定最长时间的那个寄存器状态。
所述状态更新及相关检测逻辑(4)，用于每一周期更新指令状态表、功能单元状态
表、寄存器状态表，并根据三张表的信息进行检测，检测当前准备调度下发的指令在下发后
不会引起数据冲突、结构冲突。记分板支持几个warp，检测逻辑就需要有几套，各检测逻辑
并行执行，在每个周期输出结果。
模块连接及工作流程如下：
指令状态表(1)与预译码单元(5)、状态更新及相关检测逻辑(4)相连，预译码单元
(5)输出每个warp中待下发指令的译码信息给指令状态表(1)，指令状态表(1)将这些信息
按warp存储后传输给状态更新及相关检测逻辑(4)；
功能单元状态表(2)与发射单元(6)、执行单元(7)、状态更新及相关检测逻辑(4)
相连，在发射单元(6)下发指令时，发射单元(6)将本次下发指令所使用的功能单元信息传
输给功能单元状态表(2)，在执行单元(7)每次执行结束时将该功能单元的结束信息传输给
功能单元状态表(2)，功能单元状态表(2)根据这两个信息，记录每个执行单元的工作开始
和结束状态信息，并将此开始和结束状态信息传递给状态更新及相关检测逻辑(4)；
寄存器状态表(3)与发射单元(6)、执行单元(7)、状态更新及相关检测逻辑(4)相
连，在发射单元(6)下发指令时，发射单元(6)将本次下发指令所使用的目标寄存器地址传
递给寄存器状态表(3)，在执行单元(7)每次执行结束时将其所写入的寄存器地址传递给寄
存器状态表(3)，寄存器状态表(3)根据这两个信息建立寄存器的锁定状态，并将此锁定状
态传输给状态更新及相关检测逻辑(4)；
状态更新及相关检测逻辑(4)与指令状态表(1)、功能单元状态表(2)、寄存器状态
表(3)、warp调度单元(8)相连，状态更新及相关检测逻辑(4)接收所述每个warp中待下发指
令的译码信息、每个执行单元的工作开始和结束状态信息、寄存器的锁定状态并进行比对，
将warp准备好信息传输给warp调度单元(8)。
其中，Warp准备好的具体策略是：warp中的指令所使用的寄存器没有被锁定；如果
执行单元(7)中的功能单元是流水的，那么warp指令所使用的功能单元不会发生冲突；如果
执行单元(7)中的功能单元是非流水的，那么必须等当前功能单元上的指令执行完成后才
可判定为warp指令所使用的功能单元不存在冲突。