JP2000222239A - 2次キャッシュメモリ,2次キャッシュメモリの診断方法および情報処理装置 - Google Patents
2次キャッシュメモリ,2次キャッシュメモリの診断方法および情報処理装置Info
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Abstract
数を増やして2次キャッシュの容量を増やすと,2次キ
ャッシュの診断を実行するための時間も同様に増える。 【解決手段】 診断時には,2個目以降の2次キャッシ
ュ5を1個目の2次キャッシュ4と同等に見せる。診断
データを主記憶装置3から読み出した後,再度同一アド
レスを読み出すことにより2次キャッシュ4を診断す
る。該読み出し時に,2次キャッシュ5でヒットしても
バス101へのデータ出力は抑制する。キャッシュヒッ
ト時に2次キャッシュ4がバス101に出力したデータ
と2次キャッシュ5のキャッシュ用記憶回路から読み出
されたされたデータとを比較し,その結果を記憶する。
そして,2次キャッシュ4の診断終了後に記憶値をプロ
セッサ1に通知することにより,2次キャッシュ5を1
個目の2次キャッシュ4と同等に見せた後,2次キャッ
シュの診断を行う。
Description
装置およびプロセッサとの間のバスに接続される個数に
より増減可能な2次キャッシュメモリおよび2次キャッ
シュメモリの診断方法に関する。
シュメモリ及び2次キャッシュメモリの診断動作につい
て説明する。以下,2次キャッシュメモリを2次キャッ
シュという。
す。)とプロセッサと記憶装置から構成される一般的な
情報処理装置の構成例であり,バス101にプロセッサ
10と,主記憶装置30と,2個の2次キャッシュ40
及び2次キャッシュ50と,バス/メモリ制御回路60
とが接続されている例である。
ッサ等であり,バス101に接続される。バス101
は,プロセッサ10のアーキテクチャーに基づいたバス
でアドレス信号データ信号及び制御信号等により成る。
0は,バス101に接続されて,バス101上のアドレ
ス/データを監視し,バス101上のデータのキャッシ
ュ動作を行う。また,2次キャッシュ40及び2次キャ
ッシュ50は同一のハードウェアにより構成されたもの
で,ボード上でのクランプ信号102及び103により
2次キャッシュの接続個数及び2次キャッシュのID値
を入力することで,主記憶上の別々の領域に対するキャ
ッシュを行い接続個数によりキャッシュの容量が増加す
ることになる。
シュ40,50を含むバス101の調停及び主記憶装置
30内のメモリ素子(DRAM)の制御を行う。主記憶
装置30は,バス/メモリ制御回路60からの制御信号
により制御されるメモリ素子により構成される。
び2次キャッシュ40,50の診断動作について説明す
る。
1次キャッシュを補うものであって,1次キャッシュよ
り大きな容量を持ち,特にバスに接続される構成の2次
キャッシュではバスに接続する2次キャッシュ装置の個
数により容量を増やせる構成のものが一般的である。
0は,プロセッサ10からの主記憶装置30へのアクセ
スをバス101を監視することにより検出し,主記憶ア
クセスの対象データが2次キャッシュ40,50内に格
納されていれば主記憶装置30に代わりバス101への
データ応答を行う。
作について説明する。
入時やシステムからのハードウェア診断動作の指示など
により,診断用のプログラムをプロセッサ10上で実行
することにより実施される。2次キャッシュ40,50
のハードウェア診断は,2次キャッシュ40,50内の
全てのメモリ,すなわちデータメモリおよびTAGメモ
リに対して実施する。
データの書き込み及び読み出しは上述のようにバス10
1上のアクセスの監視により実行される。2次キャッシ
ュ40,50へのデータの書き込み動作は,プロセッサ
10からの主記憶読み出しを行うことにより行われる。
10からの主記憶読み出し要求が2次キャッシュ40,
50内に存在するデータの場合には主記憶装置30の代
わりに応答出力するが,存在しない場合には主記憶装置
30からのバス101上への読み出しデータを2次キャ
ッシュ40,50内のメモリに取り込み,以降主記憶装
置30の代わりに応答出力を行う。
動作は,プロセッサ10から主記憶への読み出しデータ
が2次キャッシュ40,50内に存在した場合に主記憶
に代わり応答出力することにより行われる,すなわち上
述の書き込み時と同一の領域を主記憶装置30から読み
出すことにより行われる。
診断プログラムは,主記憶装置30からの1回目の読み
出しで2次キャッシュ40,50にデータを書き込み,
同一アドレスデータの2回目の読み出しで2次キャッシ
ュ40,50内のデータを読み出し,1回目の読み出し
データと比較することにより行う。
作であるが,これを2次キャッシュ40,50内の全メ
モリ,全ブロックに対して実行することにより2次キャ
ッシュ40,50の診断を行う。
ッシュ40,50のマッピング及び2次キャッシュ接続
個数を考慮した上で各2次キャッシュ40,50内の全
メモリ,全ブロック対して実行されるような主記憶上の
領域に対しての読み出し動作として行われる。
た2次キャッシュの診断方式では,主記憶装置からの1
回目の読み出しで2次キャッシュにデータを書き込み,
同一アドレスデータの2回目の読み出しで2次キャッシ
ュ内のデータを読み出し,1回目の読み出しデータと比
較するにより行うが,これを接続される各2次キャッシ
ュ内の全メモリに対して実行することにより,2次キャ
ッシュの診断を行う方式であるため,装置に接続する2
次キャッシュの個数を増やすことによって,2次キャッ
シュの容量を増やすと,2次キャッシュの診断を実行す
るための時間も同様に増えるという問題点がある。
シュへ少量のハードウェアを追加するだけで,2次キャ
ッシュの容量追加による2次キャッシュの診断にかかる
時間を増加させることなく,同様の診断を全ての2次キ
ャッシュに対して実行することができる2次キャッシュ
および2次キャッシュの診断方法を提供することにあ
る。
ッシュは,総容量が、主記憶装置およびプロセッサとの
間のバス上に接続される個数により増減可能な2次キャ
ッシュメモリにおいて,診断時には,2個目以降の2次
キャッシュを1個目の2次キャッシュと同等に見せる手
段と,診断時には,キャッシュヒット時に前記バスへの
データ出力を抑制する手段と,診断時には,キャッシュ
ヒット時に1個目の2次キャッシュが前記バスに出力し
たデータとキャッシュヒットにより選択されたデータと
を比較する手段と,前記比較結果を記憶格納する手段
と,前記記憶格納した値をプロセッサに通知する手段と
を設けたことを特徴とする。
総容量が、主記憶装置およびプロセッサとの間のバス上
に接続される個数により増減可能な2次キャッシュメモ
リにおいて,1個目の2次キャッシュIDを生成する回
路と,診断モード時には該回路を選択する選択回路と,
該選択された1個目の2次キャッシュIDにより,2個
目以降の2次キャッシュであっても,1個目の2次キャ
ッシュと同一の上位アドレスビットをキャッシュ用記憶
回路へ出力するバス/メモリ制御回路と,キャッシュヒ
ット時には,前記バス/メモリ制御回路を介して前キャ
ッシュ用記憶回路からのデータを前記バスへ出力する
が,診断時には,出力を抑止されるデータ出力3ステー
トバッフアと,診断時には,キャッシュヒット時に1個
目の2次キャッシュが前記バスに出力したデータとキャ
ッシュヒットにより前記キャッシュ用記憶回路から読み
出されたデータとを比較するデータ不一致検出回路と,
該比較結果を格納するデータ不一致格納レジスタとを有
し、該レジスタの出力を前記バス/メモリ制御回路,前
記データ出力3ステートバッフアおよび前記バスを介し
て前記プロセッサへ通知することを特徴とする。
法は,総容量が、主記憶装置およびプロセッサとの間の
バス上に接続される個数により増減可能な2次キャッシ
ュメモリの診断方法であって,診断時には,2個目以降
の2次キャッシュを1個目の2次キャッシュと同等に見
せる手順と,診断データを主記憶装置から読み出した
後,再度同一アドレスを読み出すことにより1個目の2
次キャッシュを診断する手順と,該読み出し時に,2個
目以降の2次キャッシュでヒットしても前記バスへのデ
ータ出力を抑制する手順と,キャッシュヒット時に1個
目の2次キャッシュが前記バスに出力したデータと2個
目以降の2次キャッシュのキャッシュ用記憶回路から読
み出されたされたデータとを比較する手順と,前記比較
結果を記憶格納する手順と,前記記憶格納した値を前記
プロセッサに通知する手順とを有することを特徴とす
る。
を1個目の2次キャッシュと同等に見せた後,2次キャ
ッシュの診断実行時に2個目以降の2次キャッシュは,
キャッシュヒット時にバスへのデータ出力を抑制し,キ
ャッシュヒット時のバス上のデータとキャッシュヒット
により選択されたデータとを比較した結果を,比較結果
を記憶格納する手段に格納し,1個目の2次キャッシュ
の診断終了後に,格納した値をプロセッサに通知するこ
とにより2個目以降の2次キャッシュの診断を行う。
て図面を参照して説明する。
装置の構成図であ,2つの2次キャッシュ4,5装置が
プロセッサ1,主記憶装置3およびバス/メモリ制御回
路6とともにバス101に接続されている例である。
ータ情報が転送される,バス/メモリ制御回路6はバス
101に接続されるとともに,主記憶装置3,2次キャ
ッシュ4,2次キャッシュ5,プロセッサ1と,それぞ
れメモリ制御信号104,バス制御信号105,10
6,107で接続され,各装置間のバス使用要求の調停
及び2次キャッシュ4及び2次キャッシュ5へのヒット
時における主記憶装置3へのアクセスの抑止やミスヒッ
ト時の主記憶装置3への制御を行う。
バス/メモリ制御回路6からのメモリ制御信号104に
より制御される。2次キャッシュ4及び2次キャッシュ
5は,ボード上でのクランプ信号108及び109によ
り2次キャッシュの接続個数及び2次キャッシュのID
値を設定することにより,主記憶上の別々の領域に対す
るキャッシュを行うよう指示される。
ード信号であり,2個目以降の2次キャッシュへの診断
モードの指示信号によりプロセッサ1で実行されるハー
ドウェア診断プログラム中の2次キャッシュ診断時にセ
ットされる信号である。なお,本実施例では、プロセッ
サ1から2次キャッシュ診断モード信号(以下,診断モ
ード信号と記す。)103を出力しているが,汎用のマ
イクロプロセッサで構成する場合のように,2次キャッ
シュ診断モード信号103をプロセッサ1から出力でき
ない場合には,プロセッサ1以外の装置から診断モード
信号103を出力するように構成してもよい。
で実行される診断プログラム51の実行により実施され
る。
次キャッシュ5の,詳細なブロック図である。以下,2
個目の2次キャッシュ5について説明する。
は,2次キャッシュ5内に格納されるデータ及びTAG
情報が格納されるメモリであり,キャッシュ用記憶回路
出力信号116及びキャッシュ用記憶回路入力信号11
7でバスデータ制御回路13に接続される。
ッファ12および2次キャッシュ入力データ線113
と,2次キャッシュ出力データ線112およびデータ出
力3ステートバッファ11を通してバス101に接続さ
れる。そして,バス101上の主記憶アクセスのアドレ
ス情報の監視を行い,またキャッシュ用記憶回路14と
バス101の間のデータのやりとりの制御を行う。
ード時の制御を行う回路であり,診断モード信号103
により診断動作し2次キャッシュ5の内部に指示する。
ロック図である。
路25は,2次キャッシュからバス101へデータを出
力するデータ出力3ステートバッファ11のイネーブル
を制御する回路である。
上のデータと2次キャッシュが出力すべきデータとを比
較する比較回路であり,比較の結果が不一致であれば不
一致信号119を出力する。
納レジスタ制御信号118を入力とし,データ不一致検
出信号120を生成する。
不一致検出信号120によりセットされるレジスタであ
る。
3によりバス制御用信号114を診断時のバス制御動作
に使用する制御回路である。
路27及び2次キャッシュID及び個数情報選択回路2
8は,診断モード信号103により,2次キャッシュの
バスデータ制御回路13への,2次キャッシュID及び
個数情報を切り替える選択回路である。
ャッシュの診断動作について説明する。
について図1を用いて説明する。
投入時やシステムからのハードウェア診断動作の指示な
どにより実施されるものであり,診断プログラム51の
プロセッサ1上での実行により実施される。
ッシュ診断用の診断プログラム51は,最初に,2次キ
ャッシュの診断モードのセットを行い,診断モード信号
103をアクティブな状態とすることにより2次キャッ
シュ5を診断モードにする。
シュ4,5をライトスルー又はオフ状態にして主記憶装
置3にデータの書き込みを行い,また2次キャッシュ
4,5内へ診断用データを読み込ませるために,事前に
2次キャッシュ4,5内のデータをクリアしておく。
実行するため,任意の診断データを主記憶装置3の必要
領域に必要な容量分用意しておき,用意した診断データ
をプロセッサ1に読み出す。この結果,診断データはプ
ロセッサ1にバス101を経由して読み出されるととも
に2次キャッシュ4内のメモリにも書き込み登録され
る。
3の上述と同一アドレスに対する読み出しを再度実行す
る。2度目の読み出しでは,2次キャッシュ4内に登録
されたデータにヒットするため,実際の読み出しは,2
次キャッシュ4内のデータに対して実行されることにな
る。
で得られたデータと2回目の同一アドレスからの読み出
しデータを比較チェックすることにより,2次キャッシ
ュ4への書き込み及び読み出しデータのチェックを実行
する。
シュ5は,診断モードにより2次キャッシュ4と同一キ
ャッシュID及びキャッシュ接続個数,つまりは,バス
101に2次キャッシュが1個接続されているモードと
見せることで2次キャッシュ4と同一の主記憶領域に対
するキャッシュ動作を行う。
ッシュ4と同様に,上述の1回目の主記憶の読み出し動
作でバス101上のデータを内部のメモリに書き込み登
録を行い,2回目の読み出しで2次キャッシュ5内に登
録されたデータにヒットすることになる。ただし,後に
詳述するように,2次キャッシュ5は,診断モード時に
は,このヒットしたデータをバス101へは出力せず
に,2次キャッシュ4がバス101に出力したデータと
比較することによりチェックを行い,不一致が検出され
ればその結果を保持しておく。
シュ4内の全メモリに対して同様なチェックを繰り返し
て2次キャッシュ4の診断を実行後,2次キャッシュ5
内のチェック結果をプロセッサ1へ読み出す。そして,
2次キャッシュ5に対する診断結果の判定を行うだけで
2次キャッシュ5に対する診断を終了し,2次キャッシ
ュ診断モードをリセットする。
対する診断動作に加え,ただ一度の2次キャッシュ5内
のチェック結果を読み出すだけで,2次キャッシュヒッ
ト時の動作を含むハードウェアの診断が実行可能とな
る。
動作について図2及び図3を用いて詳細に説明する。
バス101上のアドレスを監視しており,このアドレス
が自キャッシュへの対象領域に対するアクセスであれば
キャッシュ用記憶回路14内に登録されたデータのアド
レスと比較することによりヒット/ミスヒット判定を行
い,ヒット時にはバス制御用信号114によりバス10
1へ主記憶装置3の代わりに応答を行う。
がヒットした場合には,キャッシュ用記憶回路14内の
該当データをデータ出力3ステートバッファ11からバ
ス101へ出力し,ミスヒット時にはバス101からデ
ータ入力バッファ12経由で取り込んだデータをキャッ
シュ用記憶回路14に書き込み登録する。これは,非診
断モード時の通常動作時の2次キャッシュの動作であ
る。
バスデータ制御回路13に入力される2次キャッシュI
D及び個数を示す信号121は,バス101に2次キャ
ッシュが1個接続の状態値に変更出力されるとともに,
データ出力3ステートバッファ11のイネーブル信号1
11は抑止される。このような記診断時の制御により,
2次キャッシュ5は,2次キャッシュ4と同一の主記憶
領域へのキャッシュ動作を行うとともに,ヒット時にバ
ス101へのデータ出力を行わないことになる。
いて説明する。
Dデータ生成回路27はバス101に2次キャッシュが
1個接続され場合のキャッシュID及び個数を示す信号
を生成する回路であり,通常,キャッシュIDとして1
つ目を示す”0”及び接続キャッシュ個数(=最小構成
容量)を示す”0”を生成する。
D及び個数情報選択回路28により,診断モード103
の値に基づいて,クランプ信号109と二者択一で選択
され,2次キャッシュID及び個数を示す信号121と
してバスデータ制御回路13へ出力される。そして,2
次キャッシュID及び個数を示す信号121の値によ
り,バスデータ制御回路13は,自身を1つ目の2次キ
ャッシュと認識し動作する。より具体的には,バス/メ
モリ制御回路13は,2個目以降の2次キャッシュであ
っても,1個目の2次キャッシュと同一の上位アドレス
ビットをキャッシュ用記憶回路14に出力する。
データ制御回路13からのバス制御用信号114中の出
力バッファイネーブル信号を診断モード中抑止するとと
もに,データ不一致格納レジスタ24の読み出し時には
出力するイネーブル信号111を生成することにより,
バス101へのデータ出力を制御する。
バスデータ制御回路13からバス/メモリ制御回路6へ
のバス制御用信号114の出力信号を抑止制御し,制御
信号106を出力する。すなわち,診断制御回路26
は,キャッシュヒット時であっても,バス101への出
力要求を出さない様に抑止すると共に,バス/メモリ制
御回路6の代わりに,バスデータ制御回路13へのバス
使用許可信号を出力して,キャッシュヒット時の動作を
バスデータ制御回路13に実行させる。
ャッシュ用記憶回路14からの該当データを2次キャッ
シュ出力データ信号112として出力する。診断回路1
5のデータ不一致検出回路23は,2次キャッシュ出力
データ112と,バス101からの2次キャッシュ入力
データ113とを比較する。アンド回路29は,この比
較結果による不一致信号119と格納レジスタ制御信号
118とのアンド条件により,データ不一致格納レジス
タ24のセットを行う。
容(不一致検出信号115)は,2次キャッシュ4の診
断が終了した後に,バス/メモリ制御回路13,データ
出力3ステートバッフア11およびバス101を経由し
てプロセッサ1へ通知される。
キャッシュ5は,1つ目の2次キャッシュ4への診断の
実行時にバス101にデータ出力することを除き,2次
キャッシュ4と同様に動作して,同一のデータを2次キ
ャッシュ内部のメモリに格納登録し,また,キャッシュ
ヒット時にはバス101上のデータと2次キャッシュ5
内のデータとの比較チェックを行う。これにより,2次
キャッシュの出力バッファを除く部分のハードウェアの
診断が2次キャッシュ4に対する診断時に行われること
になる。
明する。この実施の形態は,2キャッシュへの診断モー
ドの指示手段に特徴があり,他の構成及び動作について
は,上述の実施例と同じである。
モード用の専用の入力を持ち,診断モードの指示を実行
しているが,診断モードの2次キャッシュへの指示形態
としては,2次キャッシュ内部に診断モードを示すレジ
スタを設け,バスを経由するプロセッサからの指示で該
診断モードレジスタのセットを行い,診断モードレジス
タの出力を2次キャッシュ内部で診断モードとして使用
するようにしてもよい。
ータ不一致検出結果を2次キャッシュの出力信号として
装置の障害検出回路の入力とするとともに,通常動作時
にも半分の2次キャッシュを診断モードとすることによ
り,2次キャッシュの容量は半分となるが,常に比較チ
ェックを行うため,高信頼度の2次キャッシュとするこ
ともできる。
に,2次キャッシュに少量のハードウェアを追加するこ
とにより,2個以上の2次キャッシュが接続される装置
の2次キャッシュのハードウェア診断の実行にかかる時
間を1個の2次キャッシュのハードウェア診断にかかる
時間と同程度に短縮することができ,2次キャッシュの
容量増加による装置の初期診断またはハードウェア診断
の実行にかかる時間を短縮出来る効果がある。
ク図
ック図
例を示すブロック図
Claims (5)
- 【請求項1】 総容量が、主記憶装置およびプロセッサ
との間のバス上に接続される個数により増減可能な2次
キャッシュメモリにおいて,診断時には,2個目以降の
2次キャッシュを1個目の2次キャッシュと同等に見せ
る手段と,診断時には,キャッシュヒット時に前記バス
へのデータ出力を抑制する手段と,診断時には,キャッ
シュヒット時に1個目の2次キャッシュが前記バスに出
力したデータとキャッシュヒットにより選択されたデー
タとを比較する手段と,前記比較結果を記憶格納する手
段と,前記記憶格納した値をプロセッサに通知する手段
とを設けたことを特徴とする2次キャッシュメモリ。 - 【請求項2】 総容量が、主記憶装置およびプロセッサ
との間のバス上に接続される個数により増減可能な2次
キャッシュメモリにおいて,1個目の2次キャッシュI
Dを生成する回路と,診断モード時には該回路を選択す
る選択回路と,該選択された1個目の2次キャッシュI
Dにより,2個目以降の2次キャッシュであっても,1
個目の2次キャッシュと同一の上位アドレスビットをキ
ャッシュ用記憶回路へ出力するバス/メモリ制御回路
と,キャッシュヒット時には,前記バス/メモリ制御回
路を介して前キャッシュ用記憶回路からのデータを前記
バスへ出力するが,診断時には,出力を抑止されるデー
タ出力3ステートバッフアと,診断時には,キャッシュ
ヒット時に1個目の2次キャッシュが前記バスに出力し
たデータとキャッシュヒットにより前記キャッシュ用記
憶回路から読み出されたデータとを比較するデータ不一
致検出回路と,該比較結果を格納するデータ不一致格納
レジスタとを有し、 該レジスタの出力を前記バス/メモリ制御回路,前記デ
ータ出力3ステートバッフアおよび前記バスを介して前
記プロセッサへ通知することを特徴とする2次キャッシ
ュメモリ。 - 【請求項3】 総容量が、主記憶装置およびプロセッサ
との間のバス上に接続される個数により増減可能な2次
キャッシュメモリの診断方法であって,診断時には,2
個目以降の2次キャッシュを1個目の2次キャッシュと
同等に見せる手順と,診断データを主記憶装置から読み
出した後,再度同一アドレスを読み出すことにより1個
目の2次キャッシュを診断する手順と,該読み出し時
に,2個目以降の2次キャッシュでヒットしても前記バ
スへのデータ出力を抑制する手順と,キャッシュヒット
時に1個目の2次キャッシュが前記バスに出力したデー
タと2個目以降の2次キャッシュのキャッシュ用記憶回
路から読み出されたされたデータとを比較する手順と,
前記比較結果を記憶格納する手順と,前記記憶格納した
値を前記プロセッサに通知する手順とを有することを特
徴とする2次キャッシュメモリの診断方法。 - 【請求項4】 請求項1または請求項2記載の2次キャ
ッシュメモリを複数個備えたことを特徴とする情報処理
装置。 - 【請求項5】 請求項3記載の2次キャッシュメモリの
診断方法を採用したことを特徴とする情報処理装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02015999A JP3655768B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 2次キャッシュ診断機能を有する情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP02015999A JP3655768B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 2次キャッシュ診断機能を有する情報処理装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000222239A true JP2000222239A (ja) | 2000-08-11 |
JP3655768B2 JP3655768B2 (ja) | 2005-06-02 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP02015999A Expired - Fee Related JP3655768B2 (ja) | 1999-01-28 | 1999-01-28 | 2次キャッシュ診断機能を有する情報処理装置 |
Country Status (1)
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---|---|
JP (1) | JP3655768B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112214493A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-12 | 北京九思易自动化软件有限公司 | 一种历史记录存储方法、装置、电子设备以及存储介质 |
-
1999
- 1999-01-28 JP JP02015999A patent/JP3655768B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN112214493A (zh) * | 2020-10-20 | 2021-01-12 | 北京九思易自动化软件有限公司 | 一种历史记录存储方法、装置、电子设备以及存储介质 |
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JP3655768B2 (ja) | 2005-06-02 |
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