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龙图腾网获悉云南大学申请的专利一种四级流水线堆栈处理器获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN117270969B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310617666.0，技术领域涉及：G06F9/38；该发明授权一种四级流水线堆栈处理器是由周永录;朱恒宇;刘宏杰;刘自昂;代红兵;汤智伟;杨维稀;刘欢庆设计研发完成，并于2023-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种四级流水线堆栈处理器在说明书摘要公布了：本发明提供一种四级流水线堆栈处理器，该流水线处理器主要包括取指级、译码级、执行级和回写级四个核心模块，取指级模块根据程序计数器的值从指令存储端口取出相应的指令；译码级模块则对指令进行译码操作，根据指令码提取立即数、操作数和功能码；执行级模块负责执行相应的算术和逻辑运算，访问数据存储端口，判断堆栈写使能，获取堆栈预写值，计算堆栈指针值，并执行流水线冲刷；回写级模块负责对堆栈进行读写操作，并更新栈顶元素和堆栈指针的值。相比传统的单周期堆栈处理器，该处理器实现了高效的指令并行处理能力，有效提高了主频，平衡了资源占用率和功耗。

本发明授权一种四级流水线堆栈处理器在权利要求书中公布了：1.一种四级流水线堆栈处理器，其特征在于，包括： 存储器（102），包括两个端口，一个端口用于指令存储，另一个端口用于数据存储； 取指级模块，用于从所述存储器（102）的指令存储端口取出相应的指令； 译码级模块，用于根据所述取指级模块取出的相应指令对应的指令码提取出相应的立即数、操作数与功能码； 执行级模块，用于根据所述译码级模块提取的立即数、操作数与功能码执行相应的算术与逻辑运算，访问所述存储器（102）的数据存储端口，判断堆栈写使能，获取堆栈预写值，计算堆栈指针值，同时对能产生跳转行为的指令进行判断，符合要求则进行流水线冲刷； 回写级模块，用于接收执行回写流水线寄存器（111）传递的参数，判断数据堆栈与返回堆栈的写使能，进行读写操作，同时更新栈顶元素与堆栈指针的值； 流水线寄存器，用于暂存传递的参数，以实现指令的并行； 在所述取指级模块、译码级模块、执行级模块、回写级模块之间均有对应的流水线寄存器连接，分别为取指译码流水线寄存器（103）、译码执行流水线寄存器（106）、执行回写流水线寄存器（111）； 所述取指级模块包括程序计数器（101）； 所述程序计数器（101）用于根据跳转标志信号以及上一时钟周期程序计数器的值给出当前时钟周期的指令地址；所述取指级模块用于根据所述程序计数器（101）的值从所述存储器（102）的指令存储端口取出相应的指令； 所述程序计数器（101）与所述存储器（102）连接，所述存储器（102）与所述取指译码流水线寄存器（103）连接； 所述执行级模块包括： 算术逻辑单元（107），用于接收所述译码执行流水线寄存器（106）的选择值，并根据不同的选择值执行不同的算术逻辑运算；所述算术逻辑运算包括：加、减、乘、除、与、或、非； 堆栈操作单元（108），用于根据所述译码执行流水线寄存器（106）传递的选择值，判断指令的类型并执行相应的堆栈操作；所述相应的堆栈操作包括判断数据堆栈和返回堆栈的写使能信号、获得堆栈预写值、计算堆栈指针的数值； 控制单元（109），用于根据跳转类指令判断是否发生跳转，若跳转类指令选择值有效且满足跳转条件，则产生跳转标志信号与跳转地址，等到下个时钟周期来临时，将跳转标志信号传入所述取指译码流水线寄存器（103）、译码执行流水线寄存器（106）与程序计数器（101）中，同时跳转地址也传入到程序计数器（101）中；接收到跳转信号的所述取指译码流水线寄存器（103）、译码执行流水线寄存器（106），执行空操作，以实现流水线冲刷； 访存电路（110），用于判断所述存储器（102）的数据存储端口写使能信号是否置高；如果写使能信号ram_wen置高，则将数据堆栈次栈顶元素N写入到地址为数据堆栈栈顶元素T的数据存储端口中；如果写使能信号ram_wen置低，则不执行任何操作； 所述译码执行流水线寄存器（106）的输出分别与所述算术逻辑单元（107）、堆栈操作单元（108）、控制单元（109）、访存电路（110）的输入连接； 所述算术逻辑单元（107）、堆栈操作单元（108）的输出均与所述执行回写流水线寄存器（111）的输入连接；所述算术逻辑单元（107）的输出还与所述存储器（102）的输入连接； 所述控制单元（109）的输出与所述程序计数器（101）的输入连接。

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