理器管芯可以使用支持FORTH編程語言的機器代碼。ASIC處 理器管芯可以使用支持POSTSCRIPT編程語言的機器代碼。ASIC處理器管芯可以使用其中 運算子基于操作數(shù)使用后綴符號來運算的機器代碼。操作系統(tǒng)可以管理在迭代代碼內(nèi)運行 的程序跳轉(zhuǎn)，這通過使用最小數(shù)量的取/存命令和運算周期來實現(xiàn)。操作系統(tǒng)可以更新埋 在嵌套函數(shù)和遞歸函數(shù)內(nèi)的全局變量的改變，這通過使用最小數(shù)量的取/存命令和運算周 期來實現(xiàn)。"ASIC"處理器管芯可以是現(xiàn)場可編程的門陣列（"FPGA"）。ASIC處理器管芯 可以包含多個處理核。
[0088] 通用堆棧機器計算模塊和操作系統(tǒng)可以進一步包含CPU或GPU處理器、I/O系統(tǒng) 接口、數(shù)據(jù)總線、狀態(tài)中斷總線、主控制器和指令集寄存器、邏輯中斷寄存器和全局變量中 斷寄存器。CPU或GPU處理器可以包含多個處理器內(nèi)核。主存儲器組可以細分為將任務(wù)分 配給多個存儲器分組，所述存儲器分組包含堆棧存儲器分組、CPU/GPU存儲器分組、全局存 儲器分組、冗余存儲器分組以及通用存儲器分組。多個存儲器分組中的每一個都可以包含 存儲器地址寄存器/查找表以及程序計數(shù)器，以管理分配的程序塊。全局存儲器分組可以 儲存全局變量、主指令集以及主程序計數(shù)器，并且連接計算模塊的主處理器。全局存儲器分 組可以通過連接至其他計算機系統(tǒng)的I/O系統(tǒng)接口連接其他計算系統(tǒng)?；旌嫌嬎隳K可以 包含多個通用堆棧機器計算系統(tǒng)，其中每個所述系統(tǒng)都用作分布式計算系統(tǒng)。混合計算模 塊可以含有多個通用堆棧機器計算系統(tǒng)，其中每個所述系統(tǒng)都用作容錯計算系統(tǒng)。
[0089] 完全集成的功率管理模塊可以含有諧振柵極晶體管，其通過以大于250MHz的速 度，或者以600MHz至60GHz的范圍中的速度調(diào)制大于0. 005A的電流來轉(zhuǎn)換功率。全局變 量中斷查找表可以保留在物理存儲器中。全局變量中斷查找表可以保留在堆棧機器處理器 的高速緩存存儲器中。程序跳轉(zhuǎn)查找表可以保留在物理存儲器中。程序跳轉(zhuǎn)查找表可以保 留在堆棧機器處理器的高速緩存存儲器中。存儲器組可以包含靜態(tài)動態(tài)隨機-存取存儲器 (SDRAM)。所有的全局變量和代碼元素都可以儲存在靜態(tài)存儲器中的主要位置上。存儲器組 可以管理所有基于堆棧和基于堆的存儲器功能，以用于微處理器管芯和其他服務(wù)于邏輯過 程的半導(dǎo)體管芯。程序堆?？梢皂樞蚺帕性诩毞植糠种星也⑿屑虞d到多個處理器內(nèi)核中。 程序堆棧可以順序排列在細分部分中且并行加載到多個處理器內(nèi)核中。
[0090] 用信號通知嵌入任何程序堆棧的細分部分內(nèi)的全局變量的變化的警報會停止到 所有處理器內(nèi)核的程序堆棧加載過程，這是通過中斷總線來實現(xiàn)的，直到全局變量在其位 于主存儲器中的主要位置上更新，并且全局變量查找表重新發(fā)起到所有處理器內(nèi)核的加載 過程。完全集成的功率管理模塊可以具有嵌入其內(nèi)的諧振柵極晶體管，其以從處理器時鐘 速度至1/1(^的處理器時鐘速度的范圍的速度將數(shù)據(jù)從主存儲器傳送至ASIC。存儲器組 可以提供控制器功能，其使用處于電通信中的處理器管芯來調(diào)處存儲器管理問題和協(xié)議。
[0091] 本發(fā)明更加進一步的實施例提供了一種用于通用堆棧機器模塊的通用堆棧處理 器，其中通用堆棧處理器包含：算術(shù)邏輯單元（ALU)、ALU操作數(shù)緩沖器、堆棧緩沖器實用工 具、堆棧頂部（TOS)緩沖器、指令集實用工具以及堆棧處理器程序計數(shù)器，其與位于主存儲 器內(nèi)的堆棧存儲器分組通過混合計算模塊的一部分的數(shù)據(jù)總線實時地交換數(shù)據(jù)，其中堆棧 存儲器分組進一步包含：數(shù)據(jù)堆棧寄存器、返回寄存器、內(nèi)部堆棧存儲器程序計數(shù)器以及一 個或多個指令堆棧寄存器；并且當(dāng)從中斷寄存器接收到全局變量的變化的警報，或者由堆 棧處理器程序計數(shù)器通過中斷總線用信號通知全局變量的變化的警報時，其將停止數(shù)據(jù)交 換。
[0092] 通用堆棧處理器可以進一步包含匹配并支持結(jié)構(gòu)化語言的機器代碼。結(jié)構(gòu)化語言 可以是FORTH編程語言。指令堆棧寄存器可以包含指向ALU內(nèi)的物理地址的指針的序列清 單，其代表機器代碼的邏輯運算，其匹配特定的原始元素運算。由堆棧處理器程序計數(shù)器記 錄的程序跳轉(zhuǎn)停止了數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)通信，直到堆棧實用工具緩沖器重新定向，以開始 將高優(yōu)先級的程序塊加載到數(shù)據(jù)堆棧、返回堆棧以及指令寄存器中。
[0093] 數(shù)據(jù)堆棧寄存器可以包含操作數(shù)的序列集合。數(shù)據(jù)堆棧寄存器可以包含指針到主 存儲器中的管芯物理地址的堆棧，其用作操作數(shù)的主要位置。數(shù)據(jù)堆棧寄存器中的操作數(shù) 可以按排列順序加載到堆棧緩沖器實用工具中。存儲器控制器可以使用指針來將相關(guān)數(shù)據(jù) 項的副本從它在主存儲器中的主要位置直接加載到堆棧緩沖器實用工具中。堆棧緩沖器實 用工具可以加載管芯中的或映射到管芯中的數(shù)據(jù)項，起初是從數(shù)據(jù)堆棧寄存器傳送到第二 操作循環(huán)上的TOS緩沖器中的第一項，同時其同時加載從數(shù)據(jù)堆棧寄存器傳送到ALU操作 數(shù)緩沖器中的第二項。指令堆棧寄存器可以包含原始元素運算子的序列清單。指令堆棧寄 存器可以包含指向ALU內(nèi)的物理地址的指針的序列清單，其代表機器代碼的邏輯運算，該 運算匹配特定的原始元素運算。指令集實用工具可以同時將儲存在TOS緩沖器和ALU操作 數(shù)中的操作數(shù)加載到將相關(guān)運算子應(yīng)用于加載的操作數(shù)并將結(jié)果返回至TOS緩沖器的ALU 中，同時堆棧緩沖器實用工具將下一個操作數(shù)加載到ALU操作數(shù)緩沖器中，并且指令集實 用工具從指令堆棧寄存器中的序列清單中取出下一個原始元素運算子。指令集實用工具可 以配置為記錄并復(fù)制固定數(shù)量的操作數(shù)對和相應(yīng)的運算子。固定數(shù)量的操作數(shù)和相應(yīng)的運 算子可以是可編程的。指令集實用工具可以配置為在全局變量更新之后重新運行固定數(shù)量 的操作數(shù)對和相應(yīng)的運算子。
[0094] 由堆棧處理器程序計數(shù)器用信號通知的警報或者來自全局變量寄存器的警報可 以停止所有通過數(shù)據(jù)總線的通信，直到全局變量被更新。全局變量可以僅僅在至其在主存 儲器中的主要位置的物理地址上被更新，因為所有的數(shù)據(jù)堆棧寄存器都包含存儲實際代碼 元素的指針物理地址。
[0095] 被堆棧處理器程序計數(shù)器記錄的程序跳轉(zhuǎn)可以停止數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)通信，直到 堆棧實用工具緩沖器被重新定向為開始將高優(yōu)先級的程序塊加載到數(shù)據(jù)堆棧、返回堆棧和 指令寄存器中。返回堆?？梢园刂返那鍐?，該地址用于永久儲存由堆棧處理器完成的 指令代碼塊。通用堆棧處理器可以包含多個通用堆棧處理核。主存儲器可以包含靜態(tài)動態(tài) 隨機-存取存儲器。堆棧處理器可以通過數(shù)據(jù)總線通信I/O系統(tǒng)接口。指令集可以通過一 個或多個指令集寄存器流水式至通用堆棧處理器。
【附圖說明】
[0096] 參照【附圖說明】性示出和描述本發(fā)明，附圖中：
[0097] 圖1A、1B、1C描繪了分配給現(xiàn)代微處理器系統(tǒng)中的高速緩存存儲器和處理器功能 的成比例的表面積。
[0098] 圖2A、2B描繪了先進的半導(dǎo)體技術(shù)節(jié)點的更高的設(shè)計和平板印刷成本以及根據(jù) 變化的市場容量的它們的對SoC系統(tǒng)的成本的影響。
[0099] 圖3A、3B描述了混合計算模塊。
[0100]圖4A、4B示出了具有使用在混合計算模塊中的減少的高速緩存存儲器的多核微 處理器管芯。
[0101] 圖5A、5B、5C描繪了形成3-D電子氣的半導(dǎo)體層的使用。
[0102] 圖6示出了混合計算模塊中的熱電裝置的使用。
[0103] 圖7A、7B、7C、7D、7E、7F示出了允許適合于通用應(yīng)用的最小的指令集計算的本發(fā) 明的方法和實施例。
[0104] 圖8A、8B描繪了涉及堆棧機器的現(xiàn)有技術(shù)。
[0105] 圖9A、9B示出了本發(fā)明允許的通用堆棧機器的性能特征。
【具體實施方式】
[0106] 根據(jù)所公開的實施例，上文說明性地描述了本發(fā)明。在不背離由附上的權(quán)利要求 限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對所公開的實施例做出修改和變化。
[0107] 本申請通過參考引用的方式涵蓋了以下文獻中的所有內(nèi)容：序列號為 7, 405, 698、名稱為"陶瓷天線模塊及其制造方法（CERAMICANTENNAMODULEAND METHODSOFMANUFACTURETHEREOF)"的德羅什蒙的美國專利文獻（'698申請）；序列 號為11/479, 159、2006年6月30日遞交的、名稱為"電組件及其制造方法（ELECTRICAL COMPONENTANDMETHODOFMANUFACTURE)"的德羅什蒙的美國專利文獻（'159申請）； 序列號為11/620,042( '042申請）、2007年1月6日遞交的、名稱為"功率管理模塊 (POWERMANAGEMENTMODULES) " 的美國專利文獻；序列號為 12/843, 112 (' 112)、名稱為 "液相化學(xué)沉積工藝設(shè)備和實施例（LIQUIDCHEMICALDEPOSITIONPROCESSAPPARATUS ANDEMBODMENTS) "的德羅什蒙和科瓦奇的美國專利文獻；序列號為13/152, 222 ( '222)、 名稱為"具有表面場效應(yīng)晶體管的單片DC/DC功率管理模塊（MONOLITHICDC/DC POWERMANAGEMENTMODULEWITHSURFACEFET) "的德羅什蒙的美國專利文獻；序列 號為13/168, 922 ( '922A)、名稱為"具有垂直功率場效應(yīng)晶體管模塊的半導(dǎo)體載體 (SEMICONDUCTOR.CARRIERWITHVERTICALPOWERFETMODULE)" 的德羅什蒙的美國專利 文獻；序列號為13/182,405( '405)、名稱為"切割工具及其制造方法"的德羅什蒙的美 國專利文獻；序列號為13/216, 192( '192)、名稱為"具有諧振晶體管柵極的功率場效應(yīng) 晶體管（POWERFETWITHARESONANTTRANSISTORGATE)"的美國專利文獻；序列號為 13/288, 922( '922B)、名稱為"具有單片集成的量子點器件的半導(dǎo)體芯片載體及其制造 方法（SEMICONDUCTORCHIPCARRIERSWITHM0N0LITHICALLYINTEGRATEDQUANTUMDOT DEVICESANDMETHODOFMAUFACTURETHEREOF)"的德羅什蒙的美國專利文獻；以及序列號 為61/529, 302 ( '302)、名稱為"完全集成的熱電器件及其在航空除冰系統(tǒng)中的應(yīng)用（FULLY INTEGRATEDTHERMOELECTRICDEVICESANDTHEIRAPPLICATIONTOAEROSPACEDE-ICING SYSTEMS) "的德羅什蒙的美國專利文獻。
[0108] '698申請教授了提供具有電介夾雜的超材料電介質(zhì)的方法和實施例，其中電介夾 雜具有隨著運行溫度的變化保持穩(wěn)定的性能值。這通過將電介夾雜微結(jié)構(gòu)控制在小于或等 于50nm的納米級尺寸來實現(xiàn)。德羅什蒙'159和'042教授了保持具有隨著印刷電路板、半 導(dǎo)體芯片包裝、晶片級SoC管芯和功率管理系統(tǒng)中的溫度而保持穩(wěn)定的性能值的無源組件 的集成。德羅什蒙'159教授了LCD如何以無線電頻率或者集成在印刷電路板、陶瓷包裝或 半導(dǎo)體組件中的無線應(yīng)用的方式應(yīng)用于形成無源濾波網(wǎng)絡(luò)和四分之一波長變壓器。德羅什 蒙'042教授了形成可以集成到印刷電路板、陶瓷包裝或半導(dǎo)體器件中的自適應(yīng)電感線圈 的方法。德羅什蒙等人的'112公開了用于生產(chǎn)宏觀上大的成分復(fù)合材料的液相