JP2000276588A - Cache memory device and processor - Google Patents

Cache memory device and processor

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JP2000276588A
JP2000276588A JP2000006852A JP2000006852A JP2000276588A JP 2000276588 A JP2000276588 A JP 2000276588A JP 2000006852 A JP2000006852 A JP 2000006852A JP 2000006852 A JP2000006852 A JP 2000006852A JP 2000276588 A JP2000276588 A JP 2000276588A
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JP
Japan
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cache memory
data
address
conversion circuit
address field
Prior art date
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Application number
JP2000006852A
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Japanese (ja)
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Katsuhisa Kondo
勝久 近藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the cache hit rate and the processing speed of image data by efficiently storing image data being large scale two-dimensional data in a cache. SOLUTION: This device is provided with a cache memory 1 storing a part of data on a main memory, an address conversion circuit 2 which converts a part of an address field used to access the memory 1, a write controlling part 5 which uses a converted address obtained by converting a part of the address field outputted from the circuit 2 and stores a part of data stored in the main memory in the cache memory and a read controlling part 5 that reads data when data designated by an address whose address field outputted from the circuit 2 is converted partially exists on the cache memory.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速画像処理に用
いるキャッシュメモリ装置およびキャッシュメモリ装置
を搭載するプロセッサに関する。特に、プロセッサのメ
モリアクセス処理速度を向上させるキャッシュメモリ装
置およびこのキャッシュメモリ装置を搭載するプロセッ
サにおいて、画像データを効率よくキャッシュに格納す
ることによって、キャッシュヒット率を向上させ、高速
な画像データの処理を実現する技術に関する。
The present invention relates to a cache memory device used for high-speed image processing and a processor having the cache memory device. In particular, in a cache memory device for improving the memory access processing speed of a processor and a processor equipped with the cache memory device, a cache hit rate is improved by efficiently storing image data in a cache, and high-speed image data processing is performed. Related to the technology to realize.

【0002】[0002]

【従来の技術】プロセッサ技術の進展により、従来専用
LSIで処理してきた画像処理を行う、いわゆるメディ
アプロセッサと呼ばれる特殊なプロセッサが出現してき
た。しかし、これらのプロセッサにおいては、画像処理
の特殊性により、従来のマイクロプロセッサの高性能化
技術の大きな柱であるキャッシュメモリ技術を適用する
ことができなかった。
2. Description of the Related Art With the advance of processor technology, a special processor called a media processor for performing image processing conventionally performed by a dedicated LSI has appeared. However, in these processors, due to the specialty of image processing, the cache memory technology, which is a major pillar of the conventional high performance technology of the microprocessor, cannot be applied.

【0003】以下、従来技術の画像処理におけるキャッ
シュメモリ利用技術を説明する。
[0003] A description will now be given of a conventional technique of using a cache memory in image processing.

【0004】図7は、1024×1024画素からなる
画像データを示す。1画素は1バイト(Byte)で表
現されるものとする。
FIG. 7 shows image data composed of 1024 × 1024 pixels. One pixel is represented by one byte.

【0005】2次元のフィルター処理のように、通常の
画像処理は全体の画像データを小2次元データ(区分デ
ータ)110に区分して処理することが可能である。図
7に示すように、全体の画像データを32×32画素デ
ータに区分して扱うものとすると、全体の画像データの
サイズは1Mバイトで、処理対象となる区分された小デ
ータ(32×32画素)のサイズは1Kバイトになる。
この区分データ110は、空間的局所性の高いデータで
ある。
[0005] Like the two-dimensional filter processing, the normal image processing can process the entire image data by dividing it into small two-dimensional data (partitioned data) 110. As shown in FIG. 7, assuming that the entire image data is handled by being divided into 32 × 32 pixel data, the size of the entire image data is 1 Mbyte, and the divided small data (32 × 32 The size of a pixel) is 1 Kbyte.
The segment data 110 is data having high spatial locality.

【0006】図8は、従来の16Kバイト(ラインサイ
ズ16バイト×1024ライン)のキャッシュメモリ装
置の構成の一例を示すブロック図である。アドレス10
0は32ビット(bit)で表されるものとする。キャ
ッシュメモリをアクセスする場合、アドレス100の中
位10ビット、即ち[13…4]でラインのエントリナ
ンバーを指定し、タグ部11から掛け算器13へデータ
判別情報であるタグデータを読み出すと共に、データ部
12からデータをセレクタ14へ読み出す。
FIG. 8 is a block diagram showing an example of the configuration of a conventional cache memory device of 16 Kbytes (line size 16 bytes × 1024 lines). Address 10
It is assumed that 0 is represented by 32 bits. When accessing the cache memory, the entry number of the line is specified by the middle 10 bits of the address 100, that is, [13... 4], tag data as data discrimination information is read from the tag unit 11 to the multiplier 13, and Data is read from the unit 12 to the selector 14.

【0007】次に、アドレス100の上位18ビット、
即ち[31…14]を読み出されたタグデータと掛け算
器13において比較して、キャッシュのヒットまたはミ
スを判定する。ヒットした場合、アドレス100の下位
4ビット、即ち[3…0]により、データ部12から読
み出されたラインのデータの中で特定のオフセット位置
にあるデータをセレクタ14で選択して出力する。
Next, the upper 18 bits of the address 100,
That is, the multiplier 13 compares [31... 14] with the read tag data to determine a cache hit or miss. In the case of a hit, the selector 14 selects and outputs the data at a specific offset position among the data of the line read from the data section 12 using the lower 4 bits of the address 100, that is, [3 ... 0].

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】次に、図8に示すキャ
ッシュメモリ装置を図7の1024×1024画素の画
像データ処理に用いる場合について説明する。全体の画
像データの各画素のメモリアドレスは、図9に示すよう
に割り付けられる。即ち、X方向に順に各画素にアドレ
スを振っていき、1行分の1024画素に振り終わった
ら次の行に移り、2行目以降の画素に連続するアドレス
を順に振つていく。このため、図7の斜線で示す32×
32画素からなる1Kバイトの区分データ110を1処
理単位として処理する場合、区分データ中の同じ行の3
2画素は連続したアドレスを持つが、行が異なると、1
024バイト分のアドレスが飛んでいて不連続となる。
Next, a case where the cache memory device shown in FIG. 8 is used for processing 1024 × 1024 pixel image data shown in FIG. 7 will be described. The memory address of each pixel of the entire image data is allocated as shown in FIG. That is, the address is sequentially assigned to each pixel in the X direction, and when the assignment is completed to 1024 pixels for one row, the process proceeds to the next row, and the addresses successive to the pixels on the second row and thereafter are assigned sequentially. For this reason, 32 × shown by hatching in FIG.
When processing 1K-byte partitioned data 110 composed of 32 pixels as one processing unit, 3K of the same row in the partitioned data
Two pixels have consecutive addresses, but if the rows are different, 1
The address of 024 bytes is skipped and discontinuous.

【0009】図10は、図9に示すようにアドレスが付
与された全体画像データ中のある区分データ110(3
2×32画素)をキャッシュメモリに格納する際のキャ
ッシュメモリ上のメモリマップを示す。図9に示すよう
に、区分データのある行の終端データと次の行の開始デ
ータとは不連続なアドレスが付与されている。このた
め、図10の斜線部に示すように、1行が16バイトか
らなるキャッシュメモリ中においては、区分データの1
行分(32バイト)はキャッシュ中の連続する2行に格
納されるが、区分データの次の1行分(32バイト)は
キャッシュ中で62行分飛んだ先のアドレスから格納さ
れることになる。すなわち、図10に示すように、1つ
の区分データを格納しようとする際に、キャッシュメモ
リ中において断片化が生ずる。
FIG. 10 is a view showing a certain division data 110 (3) in the whole image data to which an address is given as shown in FIG.
4 shows a memory map on the cache memory when (2 × 32 pixels) is stored in the cache memory. As shown in FIG. 9, discontinuous addresses are assigned to the end data of one row of the section data and the start data of the next row. For this reason, as shown by the hatched portion in FIG.
The line (32 bytes) is stored in two consecutive lines in the cache, but the next line (32 bytes) of the partitioned data is stored from the address skipped by 62 lines in the cache. Become. That is, as shown in FIG. 10, when storing one piece of partitioned data, fragmentation occurs in the cache memory.

【0010】このため、1つの区分データのサイズはキ
ャッシュメモリサイズより小さい、例えば1Kバイトで
あるにも関わらず、局所性の高い区分データを全てキャ
ッシュメモリ装置に収めることはできない。すなわち、
16Kバイトのキャッシュメモリ装置に32×32画素
からなる1Kバイトの区分データ(32ライン分)の1
6ライン分しか格納できない。格納できない残りの行の
区分データに属する新しい画素データをフェッチする度
に、キャッシュメモリ装置から古いデータを追い出す必
要が出てしまう。これにより、キャッシュメモリ装置を
効率よく利用できず、キャッシュメモリ装置を用いるこ
とによる本来の効果が享受できずに処理効率が低下する
という問題点があった。
For this reason, although the size of one section data is smaller than the cache memory size, for example, 1 Kbyte, it is not possible to store all the section data with high locality in the cache memory device. That is,
One of the 1K byte partitioned data (for 32 lines) consisting of 32 × 32 pixels is stored in the 16K byte cache memory device.
Only 6 lines can be stored. Every time new pixel data belonging to the partition data of the remaining rows that cannot be stored is fetched, it is necessary to evict old data from the cache memory device. As a result, there is a problem that the cache memory device cannot be used efficiently, the original effect of using the cache memory device cannot be enjoyed, and the processing efficiency decreases.

【0011】しかも、このようなキャッシュメモリ中で
の区分データの断片化という問題点は、上記の16Kバ
イトより大きなサイズのキャッシュメモリ装置を用意し
たとしても、上記した1Kバイトの区分データ(32×
32画素)全体を保持することが出来ないケースが多い
ため、単にキャッシュメモリのサイズを大きくしても解
決できる問題ではない。このような問題点は、画像処理
などの大規模な2次元データを扱う時に一般的に生じ、
メディアプロセッサやDSP(Digital SignalProcesso
r)において、キャッシュ技術が用いられない大きな理由
となっている。
Further, the problem of fragmentation of the partitioned data in the cache memory is such that even if a cache memory device having a size larger than 16 Kbytes is prepared, the 1K-byte partitioned data (32 ×
In many cases, it is not possible to hold the entirety of (32 pixels), so it is not a problem that can be solved simply by increasing the size of the cache memory. Such problems generally occur when handling large-scale two-dimensional data such as image processing.
Media processor and DSP (Digital Signal Processor)
In r), this is a major reason why cache technology is not used.

【0012】本発明は、上述の従来の課題を解決するた
めになされたものである。そして、本発明の目的は、大
規模な2次元データである画像データを効率よくキャッ
シュに格納することによって、キャッシュヒット率を向
上させ、画像データの処理速度を向上させることができ
るキャッシュメモリ装置及びこのキャッシュメモリ装置
を搭載したプロセッサを提供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. An object of the present invention is to provide a cache memory device capable of improving the cache hit rate and improving the processing speed of image data by efficiently storing image data as large-scale two-dimensional data in a cache. An object of the present invention is to provide a processor equipped with this cache memory device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の特徴は、処理単位となる区分データのアド
レスをキャッシュメモリ内において連続するアドレスと
なるようアドレスフィールドを変換する点にある。これ
により、キャッシュメモリ中での区分データの断片化を
排除して区分データの効率よい格納が実現される。
A feature of the present invention for achieving the above object is that an address field is converted so that addresses of divided data as processing units become continuous addresses in a cache memory. . This eliminates fragmentation of the partitioned data in the cache memory and realizes efficient storage of the partitioned data.

【0014】本発明の第1の特徴は、メインメモリに記
憶されているデータの一部をキャッシュメモリに記憶
し、アクセス要求されたデータが前記キャッシュメモリ
上に存在する場合に、前記データを前記キャッシュメモ
リから出力するキャッシュメモリ装置であって、メイン
メモリ上のデータの一部を格納するキャッシュメモリ
と、前記キャッシュメモリをアクセスするために用いる
アドレスフィールドの一部を変換するアドレス変換回路
と、前記アドレス変換回路により出力される、前記アド
レスフィールドの一部が変換された変換後アドレスを用
いて、前記メインメモリに記憶されているデータの一部
を前記キャッシュメモリに格納する書き込み制御部と、
前記アドレス変換回路により出力される、アドレスフィ
ールドの一部が変換されたアドレスにより指定されるデ
ータが前記キャッシュメモリ上にある場合に、前記デー
タを前記キャッシュメモリから読み出す読み出し制御部
とを具備することを特徴とするキャッシュメモリ装置を
提供する点にある。
According to a first feature of the present invention, a part of data stored in a main memory is stored in a cache memory, and when data requested to be accessed exists in the cache memory, the data is stored in the cache memory. A cache memory device that outputs from a cache memory, a cache memory that stores a part of data in a main memory, an address translation circuit that translates a part of an address field used to access the cache memory, A write control unit that outputs a part of the data stored in the main memory in the cache memory using a converted address obtained by converting a part of the address field, which is output by an address conversion circuit,
A read control unit that reads out the data from the cache memory when data specified by an address obtained by converting a part of the address field and output by the address conversion circuit exists in the cache memory; The present invention provides a cache memory device characterized by the following.

【0015】本発明の第2の特徴は、前記アドレス変換
回路は、処理単位である1つの区分データを連続するア
ドレスを持つ区分データに変換することにより、前記キ
ャッシュメモリ中で連続化するように、前記アドレスフ
ィールドの一部を置き換える点にある。
According to a second feature of the present invention, the address conversion circuit converts one piece of data, which is a processing unit, into pieces of partitioned data having continuous addresses so that the pieces of data become continuous in the cache memory. , A part of the address field is replaced.

【0016】本発明の第3の特徴は、上記キャッシュメ
モリ装置は、さらに、前記アドレス変換回路が置き換え
る前記アドレスフィールドの一部の置き換え量を制御す
る置き換え量制御部を具備する点にある。
A third feature of the present invention is that the cache memory device further comprises a replacement amount control unit for controlling a replacement amount of a part of the address field to be replaced by the address conversion circuit.

【0017】本発明の第4の特徴は、前記置き換え量制
御部は、1ライン当たりの前記区分データと前記区分デ
ータを含む画像データの画素の比を用いて、前記置き換
え量を設定する点にある。
A fourth feature of the present invention resides in that the replacement amount control unit sets the replacement amount using a ratio of the pixels of the divided data and the image data including the divided data per line. is there.

【0018】本発明の第5の特徴は、前記アドレス変換
回路は、アドレスフィールドのビットフィールドの一部
をシフトし、シフトされたビットフィールドの部分をビ
ットフィールドの前に付加するローテート回路で構成さ
れる点にある。
A fifth feature of the present invention is that the address conversion circuit is constituted by a rotation circuit for shifting a part of a bit field of an address field and adding the shifted bit field part before the bit field. It is in a point.

【0019】本発明の第6の特徴は、前記アドレス変換
回路は、前記アドレスフィールドの一部を、予め設定さ
れた置き換え量だけ置き換えるセレクター回路で構成さ
れる点にある。
A sixth feature of the present invention is that the address conversion circuit comprises a selector circuit for replacing a part of the address field by a preset replacement amount.

【0020】本発明の第7の特徴は、前記アドレス変換
回路は、前記置き換え量制御部により設定された置き換
え量が0である場合に、前記キャッシュアドレスフィー
ルドの置き換えを行わない点にある。
A seventh feature of the present invention is that the address conversion circuit does not replace the cache address field when the replacement amount set by the replacement amount control unit is 0.

【0021】本発明の第8の特徴は、前記アドレス変換
回路は、前記アドレスフィールドの相互に異なる一部の
ビットをスワップすることにより、前記アドレスフィー
ルドの一部の変換を行う点にある。
An eighth feature of the present invention resides in that the address conversion circuit converts a part of the address field by swapping some different bits of the address field.

【0022】本発明の第9の特徴は、メインメモリに記
憶されているデータの一部をキャッシュメモリに記憶
し、アクセス要求されたデータが前記キャッシュメモリ
上に存在する場合に、前記データを前記高速メモリから
読み出して処理するプロセッサであって、データを記憶
するメインメモリと、前記メインメモリに記憶されてい
るデータの一部を記憶するキャッシュメモリ装置と、所
望するデータが前記キャッシュメモリ装置に記憶されて
いる場合に、前記キャッシュメモリから前記データを読
み出して処理する中央演算装置とを含み、前記キャッシ
ュメモリ装置は、メインメモリ上のデータの一部を格納
するキャッシュメモリと、前記キャッシュメモリをアク
セスするために用いるアドレスフィールドの一部を変換
するアドレス変換回路と、前記アドレス変換回路により
出力される、前記アドレスフィールドの一部が変換され
た変換後アドレスを用いて、前記メインメモリに記憶さ
れているデータの一部を前記キャッシュメモリに格納す
る書き込み制御部と、前記アドレス変換回路により出力
される、アドレスフィールドの一部が変換されたアドレ
スにより指定されるデータが前記キャッシュメモリ上に
ある場合に、前記データを前記キャッシュメモリから読
み出す読み出し制御部とを具備することを特徴とするプ
ロセッサを提供する点にある。
According to a ninth feature of the present invention, a part of data stored in a main memory is stored in a cache memory, and when data requested to be accessed exists in the cache memory, the data is stored in the cache memory. A processor for reading and processing data from a high-speed memory, comprising: a main memory for storing data; a cache memory device for storing a part of data stored in the main memory; and desired data stored in the cache memory device. A central processing unit that reads the data from the cache memory and processes the data, wherein the cache memory device accesses the cache memory that stores a part of the data on the main memory; Address translation circuit that translates part of the address field used to A write control unit that stores a part of the data stored in the main memory in the cache memory by using a converted address obtained by converting a part of the address field, which is output by the address conversion circuit. And a read control unit that reads out the data from the cache memory when data specified by an address obtained by converting a part of an address field and output by the address conversion circuit is present in the cache memory. Another object of the present invention is to provide a processor characterized by:

【0023】本発明の第10の特徴は、前記アドレス変
換回路は、処理単位である1つの区分データを連続する
アドレスを持つ区分データに変換することにより、前記
キャッシュメモリ中で連続化するように、前記アドレス
フィールドの一部を置き換える点にある。
A tenth feature of the present invention is that the address conversion circuit converts one piece of data, which is a processing unit, into piece data having continuous addresses so that the piece of data becomes continuous in the cache memory. , A part of the address field is replaced.

【0024】本発明の第11の特徴は、前記キャッシュ
メモリ装置は、さらに、前記アドレス変換回路が置き換
える前記アドレスフィールドの一部の置き換え量を制御
する置き換え量制御部を具備する点にある。
An eleventh feature of the present invention is that the cache memory device further includes a replacement amount control unit for controlling a replacement amount of a part of the address field to be replaced by the address conversion circuit.

【0025】本発明の第12の特徴は、前記置き換え量
制御部は、1ライン当たりの前記区分データと前記区分
データを含む画像データの画素の比を用いて、前記置き
換え量を設定する点にある。
A twelfth feature of the present invention resides in that the replacement amount control unit sets the replacement amount using a ratio of the divided data per line to the pixels of the image data including the divided data. is there.

【0026】本発明の第13の特徴は、前記アドレス変
換回路は、アドレスフィールドのビットフィールドの一
部をシフトし、シフトされたビットフィールドの部分を
ビットフィールドの前に付加するローテート回路で構成
される点にある。
A thirteenth feature of the present invention is that the address conversion circuit is constituted by a rotation circuit for shifting a part of a bit field of an address field and adding the shifted bit field part before the bit field. It is in a point.

【0027】本発明の第14の特徴は、前記アドレス変
換回路は、前記アドレスフィールドの一部を、予め設定
された置き換え量だけ置き換えるセレクターで構成され
る点にある。
A fourteenth feature of the present invention resides in that the address conversion circuit comprises a selector that replaces a part of the address field by a preset replacement amount.

【0028】本発明の第15の特徴は、前記アドレス変
換回路は、前記置き換え量制御部により設定された置き
換え量が0である場合に、前記キャッシュアドレスフィ
ールドの置き換えを行わない点にある。
A fifteenth feature of the present invention resides in that the address conversion circuit does not replace the cache address field when the replacement amount set by the replacement amount control unit is 0.

【0029】本発明の第16の特徴は、前記アドレス変
換回路は、前記アドレスフィールドの相互に異なる一部
のビットをスワップすることにより、前記アドレスフィ
ールドの一部の変換を行う点にある。
A sixteenth feature of the present invention resides in that the address conversion circuit converts a part of the address field by swapping some different bits of the address field.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、図1から図6を参照して、
本発明に係る高速画像処理に用いるキャッシュメモリ装
置およびこのキャッシュメモリ装置を搭載するプロセッ
サの実施形態を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS.
An embodiment of a cache memory device used for high-speed image processing according to the present invention and a processor equipped with the cache memory device will be described in detail.

【0031】第1の実施形態以下、本発明の第1の実施
形態に係るキャッシュメモリ装置およびこのキャッシュ
メモリ装置を搭載するプロセッサの実施形態を、図1か
ら図4を参照して詳細に説明する。第1の実施形態は、
画像データ中の処理単位となる区分データのアドレス
を、区分データがキャッシュメモリに連続して格納され
るように変換する機能を提供する。
First Embodiment Hereinafter, an embodiment of a cache memory device according to a first embodiment of the present invention and a processor equipped with the cache memory device will be described in detail with reference to FIGS. . In the first embodiment,
A function is provided for converting the address of the section data as a processing unit in the image data so that the section data is stored continuously in the cache memory.

【0032】図1は、本発明の第1の実施形態に係るキ
ャッシュメモリ装置の構成を示すブロック図である。第
1の実施形態に係るキャッシュメモリ装置は、図示され
ないメインメモリに記憶されているデータの一部を記憶
するキャッシュメモリ1と、キャッシュメモリ1に入力
されるアドレス100のビットフィールドの一部を置き
替えるアドレスフィールド置き換え回路2と、アドレス
フィールド置き換え回路2を制御するモード制御レジス
タ3と、キャッシュアクセス回路4とを具備する。キャ
ッシュメモリ1の容量は例えば16Kバイトとする。
尚、キャッシュメモリ1は、例えばダイレクトマップ方
式で構成されるダイレクトマップキャッシュメモリとす
ることができる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the cache memory device according to the first embodiment of the present invention. The cache memory device according to the first embodiment includes a cache memory 1 that stores a part of data stored in a main memory (not shown) and a part of a bit field of an address 100 input to the cache memory 1. An address field replacement circuit 2 for switching, a mode control register 3 for controlling the address field replacement circuit 2, and a cache access circuit 4 are provided. The capacity of the cache memory 1 is, for example, 16 Kbytes.
Note that the cache memory 1 can be a direct map cache memory configured by, for example, a direct map method.

【0033】図2(a)は上記したアドレスフィールド
100のレイアウトの一例を示す図である。図2(a)
に示すレイアウト中で、上記の32×32画素データの
区分画像データをアクセスする際に変化するアドレスフ
ィールドのビット位置が斜線で示される。区分データの
各画素行内の32バイト(32画素)をアクセスするた
め、アドレス下位5ビット[4…0](2=32ビッ
ト)を用い、区分データ内の異なる画素行(32行)を
指示するため、Aで示されるアドレス[14…10]の
5ビット(2=32ビット)を用いる。一方、Bで示
されるアドレス[9…5]は、全体画像データにおける
同一画素行の他の区分データをアクセスするために必要
となるビットであり、現在処理中である区分データにア
クセスしている限り変化することはない。
FIG. 2A shows an example of the layout of the address field 100 described above. FIG. 2 (a)
In the layout shown in FIG. 7, the bit positions of the address field that change when accessing the above-described partitioned image data of 32 × 32 pixel data are indicated by oblique lines. In order to access 32 bytes (32 pixels) in each pixel row of the division data, different pixel rows (32 rows) in the division data are designated using the lower 5 bits of the address [4 ... 0] (2 5 = 32 bits). Therefore, 5 bits (2 5 = 32 bits) of the address [14... 10] indicated by A are used. On the other hand, the address [9 ... 5] indicated by B is a bit necessary to access another section data of the same pixel row in the whole image data, and is accessing the section data currently being processed. As long as it does not change.

【0034】次に、第1の実施形態の動作を説明する。Next, the operation of the first embodiment will be described.

【0035】第1の実施形態では、説明のために例え
ば、1024×1024座画素の画像データを扱い、こ
の画像データ全体を32×32画素データの小2次元デ
ータに区分して扱うものとする。但し、1画素は1バイ
トで表現されるものとする。従って、メインメモリ上に
ある画像データのサイズは1Mバイトで、この画像デー
タの中で区分された区分データ110(32×32画
素)のサイズは1Kバイトになる。
In the first embodiment, for the sake of explanation, for example, image data of 1024.times.1024 pixels are handled, and the entire image data is divided into small two-dimensional data of 32.times.32 pixel data. . However, one pixel is represented by one byte. Therefore, the size of the image data in the main memory is 1 Mbyte, and the size of the divided data 110 (32 × 32 pixels) divided in this image data is 1 Kbyte.

【0036】キャシュメモリ装置に与えられるアドレス
100は、まず、アドレスマップエリア置き換え回路2
に入力される。アドレスフィールド置き換え回路2で
は、アドレス100のビットフィールドの一部が置き替
えられてダイレクトマップキャッシュメモリ1に与えら
れる。
First, the address 100 given to the cache memory device is the address map area replacement circuit 2
Is input to In the address field replacement circuit 2, a part of the bit field of the address 100 is replaced and applied to the direct map cache memory 1.

【0037】ダイレクトマップキャッシュメモリ1は、
16Kバイトのダイレクトマップなので、アドレス10
0のビットフィールド[14]が異なるアドレスであっ
ても、[13…0]までの他のビットが同じであれば、
キャッシュメモリ内の同一のエントリにマップされる。
このため、上述したように、図2(a)に示すアドレス
100がそのままダイレクトマップキャッシュメモリに
与えられると、アドレスされた区分データ110はダイ
レクトマップキャッシュメモリ1中で断片化され、16
Kバイトのダイレクトマップキャッシュメモリ1には3
2×32画素の1Kバイトのデータの中の半分のデータ
しか記憶できない。
The direct map cache memory 1
Since it is a 16K byte direct map, address 10
Even if the bit field [14] of 0 has a different address, if the other bits up to [13 ... 0] are the same,
Maps to the same entry in the cache memory.
For this reason, as described above, when the address 100 shown in FIG. 2A is directly given to the direct map cache memory, the addressed partitioned data 110 is fragmented in the direct map cache memory 1, and
3 bytes in the K-byte direct map cache memory 1
Only half of the 1 Kbyte data of 2 × 32 pixels can be stored.

【0038】一方、第1の実施形態のキャッシュメモリ
装置には、通常のダイレクトマップキャッシュメモリ1
のアドレス入力側にアドレスフィールド置き換え回路2
が付加されている。このアドレスフィールド置き換え回
路2は、図2(a)に示すアドレスフィールド100の
ビットフィールドBおよびAで示される部分のビット位
置を置き換えて、図2(b)に示すようなビットフィー
ルドを有する変換後アドレスフィールド101に変換す
る。すなわち、1つの区分データ110(例えば、32
画素×32画素行)をアクセスするために必要となるア
ドレスフィールド中のビットが連続するように変換後ア
ドレスフィールド101を構成する。
On the other hand, the cache memory device of the first embodiment has a normal direct map cache memory 1.
Field replacement circuit 2 on the address input side of
Is added. The address field replacement circuit 2 replaces the bit positions of the portions indicated by the bit fields B and A of the address field 100 shown in FIG. 2A, and converts the bit fields shown in FIG. It is converted into an address field 101. That is, one section data 110 (for example, 32
The converted address field 101 is configured so that bits in the address field required to access (pixel × 32 pixel rows) are continuous.

【0039】尚、どのように置き換えするかは、モード
制御レジスタ3に設定されたビットシフト量により決定
される。例えば、第1の実施形態では、アドレスビット
[9…5]で示されるビットフィールドB部をアドレス
ビット[14…10]のビットフィールドA部と置き替
えるため、モード制御レジスタ3には、ビットシフト量
5が設定されされている。このビットシフト量は、キャ
ッシュメモリ1に格納すべき区分データのサイズに応じ
て、例えば区分データ110と全体画像データとの画素
の1行(画素行)あたりの比に応じて設定される。
The replacement is determined by the bit shift amount set in the mode control register 3. For example, in the first embodiment, the bit field B indicated by the address bits [9... 5] is replaced with the bit field A of the address bits [14. A quantity of 5 has been set. The bit shift amount is set according to the size of the section data to be stored in the cache memory 1, for example, according to the ratio of the section data 110 and the entire image data per pixel row (pixel row).

【0040】図2(a)に示すように、アドレスフィー
ルド100のB部のアドレスビットは、32×32画素
のある区分データ110をアクセスする限りにおいて
は、0となっている。この0の部分が、32×32画素
の小区分データをダイレクトマップキャッシュメモリ1
に格納する際、データを連続して入れることができない
原因であり、16Kバイトのダイレクトマップキャシュ
メモリ1に1Kバイトの32×32画素の小区分データ
が半分しか入らないことになる。
As shown in FIG. 2 (a), the address bits in the B section of the address field 100 are 0 as long as a certain piece of data 110 having 32 × 32 pixels is accessed. This 0 portion is used to store the 32 × 32 pixel small section data in the direct map cache memory 1.
This is a reason that data cannot be continuously stored when the data is stored in the direct map cache memory 1 of 16 Kbytes.

【0041】第1の実施形態においては、アドレスフィ
ールド置き換え回路2により、アドレスフィールド10
0のビットフィールドA部とビットフィールドB部が置
き換えられたアドレスフィールド101を用いて、ダイ
レクトキャッシュメモリ1に対するデータの書き出しお
よび読み込みがされる。0のB部分が上位となるため、
32×32画素の区分データ110のアドレスが連続化
される。このため、1Kバイトの32×32画素の区分
データ110を全て、ダイレクトマップキャシュメモリ
1に記憶させることができる。
In the first embodiment, the address field replacement circuit 2 uses the address field 10
Data is written to and read from the direct cache memory 1 using the address field 101 in which the bit field A and bit field B of 0 are replaced. Since the B part of 0 is higher,
The addresses of the divided data 110 of 32 × 32 pixels are made continuous. Therefore, all the 1K byte 32 × 32 pixel section data 110 can be stored in the direct map cache memory 1.

【0042】図3は、第1の実施形態に係るキャッシュ
メモリ装置において、キャッシュメモリ1にある区分デ
ータ110が格納された様子を示す。図10に示す従来
のキャッシュメモリと比較して、区分データが断片化さ
れず、連続してキャッシュメモリ1に格納されることが
理解される。
FIG. 3 shows a state where the partitioned data 110 in the cache memory 1 is stored in the cache memory device according to the first embodiment. It is understood that the divided data is not fragmented and is stored in the cache memory 1 continuously as compared with the conventional cache memory shown in FIG.

【0043】ここで、上記のアドレス変換を、十進数を
用いて具体的に説明する。例えば1000、2000、
3000というアドレスがあったとする。これでは10
00ずつ飛んでいて、アドレスは不連続である。これら
アドレスのビットフィールドを置き替えて、0001、
0002、0003とアドレスを変換すると、連続した
アドレスを得ることができる。
Here, the above address conversion will be specifically described using decimal numbers. For example, 1000, 2000,
Suppose there is an address 3000. This is 10
The addresses are skipped by 00, and the addresses are discontinuous. By replacing the bit fields of these addresses, 0001,
By converting the addresses to 0002 and 0003, continuous addresses can be obtained.

【0044】その後、ダイレクトマップキャシュメモリ
1に記憶された小区分データにアクセスする際には、第
1の実施形態に係るキャッシュメモリ装置は、アドレス
マップ置き換え回路2によりアドレスフィールド100
のビットフィールドの一部が置き替えられたアドレスフ
ィールド101を用いてアクセスし、キャッシュヒット
した場合には該当するデータがダイレクトマップキャシ
ュメモリ1から読み出される。
Thereafter, when accessing the small section data stored in the direct map cache memory 1, the cache memory device according to the first embodiment uses the address map replacement circuit 2 to store the address field 100.
Is accessed using the address field 101 in which a part of the bit field is replaced, and when a cache hit occurs, the corresponding data is read from the direct map cache memory 1.

【0045】図4は、図1に示すアドレスフィールド置
き換え回路2の詳細な構成の一例を示すブロック図であ
る。第1の実施形態に係るアドレスフィールド置き換え
回路2は、モード制御レジスタ3から供給されるビット
シフト量に従って、アドレス100のビットを右シフト
し、シフトしたビット部分を前に付けるローテート回路
21で構成されている。
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a detailed configuration of the address field replacement circuit 2 shown in FIG. The address field replacement circuit 2 according to the first embodiment includes a rotation circuit 21 that shifts the bits of the address 100 to the right according to the bit shift amount supplied from the mode control register 3 and prefixes the shifted bits. ing.

【0046】アドレスフィールド100はこのローテー
ト回路21によりビットフィールドA部とビットフィー
ルドB部が置き替えられ、アドレスフィールド101に
変換される。その際、モード制御レジスタ3には、ロー
テート回路21のビットシフト量として、上記の1Kバ
イトの区分データの場合には5ビットが設定され、又、
2Kバイトの区分データの場合には6ビットが設定され
る。即ち、モード制御レジスタ3は、ダイレクトマップ
キャシュメモリ1に記憶させるべき小区分データのサイ
ズに応じて、アドレスフィールド置き換え回路2のシフ
ト量を制御している。このモード制御レジスタ3および
ローテート回路21を用いることにより、区分データの
サイズおよび全体画像データのサイズに応じて、ビット
シフト量を可変に設定することが可能となる。
The address field 100 is converted into an address field 101 by the rotation circuit 21 in which the bit field A and the bit field B are replaced. At this time, 5 bits are set in the mode control register 3 as the bit shift amount of the rotation circuit 21 in the case of the above-described 1-Kbyte partitioned data.
In the case of 2K bytes of partitioned data, 6 bits are set. That is, the mode control register 3 controls the shift amount of the address field replacement circuit 2 according to the size of the small section data to be stored in the direct map cache memory 1. By using the mode control register 3 and the rotation circuit 21, the bit shift amount can be variably set according to the size of the divided data and the size of the entire image data.

【0047】尚、モード制御レジスタ3に設定されるビ
ットシフト量が0の場合、アドレスフィールド100は
ローテート回路21をスルーして、何の変換もなされ
ず、アドレスフィールド100のビットフィールドのま
までキャッシュメモリ1にデータが格納されることにな
る。このため、処理対象となるデータの性質、局所性に
応じて、キャッシュメモリアクセスに用いるアドレスの
変換を行うか否かを制御することができる。このよう
に、アドレスフィールド置き換え回路2によるアドレス
フィールド100の変換を行わないようにすれば、ダイ
レクトマップキャシュメモリ1のアドレスフィールド1
00に従ってデータを入れることができ、通常のデータ
を扱う場合は従来通りのキャシュメモリの使用方法を実
現することもできる。
When the bit shift amount set in the mode control register 3 is 0, the address field 100 passes through the rotation circuit 21 and is not converted at all. The data is stored in the memory 1. For this reason, it is possible to control whether or not to convert addresses used for cache memory access in accordance with the properties and locality of data to be processed. As described above, if the conversion of the address field 100 by the address field replacement circuit 2 is not performed, the address field 1 of the direct map cache memory 1 can be changed.
The data can be stored according to 00, and when handling normal data, the conventional method of using the cache memory can be realized.

【0048】第1の実施形態は、キャッシュメモリをア
クセスするために用いるアドレスが、2次元画像データ
を区分して得られる小2次元画像データ(区分データ1
10)のアドレスであった場合に、このアドレスのビッ
トフィールドの一部を置き替えることにより、区分デー
タの全てのアドレスを連続化することできる。このた
め、ビットフィールドの一部を置き替えたアドレスを用
いて区分データを高速メモリ(キャッシュメモリ)に書
き込むことにより、全ての区分データをキャッシュメモ
リに書き込むことができる。又、ビットフィールドの一
部を置き替えたアドレスを用いてキャッシュメモリにデ
ータの読み出し要求を行ない、所望するデータがキャッ
シュメモリ上にある場合、このデータが高速に読み出さ
れ、大規模な2次元画像データを扱う場合も、キャシュ
メモリとしての機能を十分に果たすことができ、画像デ
ータ処理を高速化することができる。
In the first embodiment, the address used to access the cache memory is small two-dimensional image data (partition data 1) obtained by dividing two-dimensional image data.
In the case of the address of 10), by replacing a part of the bit field of this address, all the addresses of the divided data can be made continuous. Therefore, by writing the section data into the high-speed memory (cache memory) using the address in which a part of the bit field is replaced, all the section data can be written into the cache memory. In addition, a data read request is issued to the cache memory using the address in which a part of the bit field is replaced, and when the desired data is present in the cache memory, the data is read at a high speed and a large- Also in the case of handling image data, the function as a cache memory can be sufficiently performed, and the speed of image data processing can be increased.

【0049】第1の実施形態によれば、以下の効果が得
られる。すなわち、大規模な2次元画像データを小規模
な2次元データ(区分データ110)に分割して逐次に
処理する場合に、ダイレクトマップキャシュメモリ1に
書き込み要求するアドレスフィールド100のビットフ
ィールドの一部を置き替えて、連続したビットフィール
ドを有するアドレスフィールド101に変換する。この
変換後アドレスフィールド101を用いてキャッシュメ
モリ1に格納することにより、小規模な2次元データで
ある区分データをダイレクトマップキャシュメモリ1に
連続して格納することができる。その後、第1の実施形
態に係るキャッシュメモリ装置は、変換後アドレスフィ
ールド101を用いてダイレクトマップキャシュメモリ
1に読み出し要求することにより、ダイレクトマップキ
ャシュメモリ1からキャッシュヒットしたデータを円滑
に読み出すことができる。従って、大規模な画像データ
に対する画像処理においても、処理単位である区分デー
タをキャッシュにすべて格納することができ、キュッシ
ュメモリによる高速アクセスの効果を享受することがで
きる。
According to the first embodiment, the following effects can be obtained. That is, when large-scale two-dimensional image data is divided into small two-dimensional data (partitioned data 110) and sequentially processed, a part of the bit field of the address field 100 requested to be written to the direct map cache memory 1 To the address field 101 having a continuous bit field. By storing the converted address field 101 in the cache memory 1 using the converted address field 101, it is possible to continuously store the divided data, which is small two-dimensional data, in the direct map cache memory 1. Thereafter, the cache memory device according to the first embodiment makes a smooth readout of the cache hit data from the direct map cache memory 1 by making a read request to the direct map cache memory 1 using the converted address field 101. it can. Therefore, even in image processing for large-scale image data, all of the divided data, which is a processing unit, can be stored in the cache, and the effect of high-speed access by the cache memory can be enjoyed.

【0050】第2の実施形態以下、図5および図6を用
いて、本発明に係るキャッシュメモリ装置およびこのキ
ャッシュメモリ装置を搭載するプロセッサの第2の実施
形態を、第1の実施形態と異なる点についてのみ説明す
る。
Second Embodiment Hereinafter, a second embodiment of a cache memory device according to the present invention and a processor equipped with the cache memory device will be different from the first embodiment with reference to FIGS. Only the points will be described.

【0051】図5は、本発明の第2の実施形態に係るキ
ャッシュメモリ装置の要部を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a main part of a cache memory device according to the second embodiment of the present invention.

【0052】第2の実施形態は、図1および図4に示す
第1の実施形態と比較して、アドレスフィールド置き換
え回路2をなすローテート回路31およびモード制御レ
ジスタ3を、図9に示すセレクタ回路22に置き換えた
点において、第1の実施形態の変形である。第2の実施
形態のその他の構成は、第1の実施形態と同様であるた
め、説明は省略する。
The second embodiment differs from the first embodiment shown in FIGS. 1 and 4 in that the rotation circuit 31 and the mode control register 3 forming the address field replacement circuit 2 are replaced by the selector circuit shown in FIG. 22 is a modification of the first embodiment in that it is replaced by 22. The other configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0053】第2の実施形態においては、アドレスフィ
ールド100のビットフィールドの一部をセレクタ回路
22を用いて図2(a)に示すA部分およびB部分を置
き替えて、変換後アドレスフィールド101に変換して
いる。尚、セレクタ回路22を用いているため、置き替
え量は固定となっている。
In the second embodiment, a part of the bit field of the address field 100 is replaced with a part A and a part B shown in FIG. Converting. Since the selector circuit 22 is used, the replacement amount is fixed.

【0054】このため、例えば扱う画像データの区分デ
ータ110のサイズが固定されている場合などでは、置
き替え量は固定であるため、アドレスフィールド置き換
え回路2としてセレクタ回路22を用いても、第1の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。その上、セ
レクタ回路22は構成が簡単のため、装置のコストをよ
り低く抑えることができる。
Therefore, for example, when the size of the section data 110 of the image data to be handled is fixed, the replacement amount is fixed, so that even if the selector circuit 22 is used as the address field replacing circuit 2, the first The same effect as that of the embodiment can be obtained. In addition, since the selector circuit 22 has a simple configuration, the cost of the device can be further reduced.

【0055】図6は、上記の実施形態に係るキャッシュ
メモリ装置を搭載するプロセッサの構成の一例を示すブ
ロック図である。本発明に係るキャッシュメモリ装置を
搭載するプロセッサ10は、メインメモリ50と、キャ
ッシュメモリ装置20を含むプロセッサチップ60を具
備する。プロセッサチップ60は、命令フェッチ制御回
路61と、フェッチされた命令を格納する命令キャッシ
ュ62と、パイプライン処理のデコードステージを制御
するDステージ制御回路63と、実行ステージを制御す
るEステージ制御回路64と、メモリ・アクセスステー
ジを制御するMステージ制御回路65と、書き戻しステ
ージを制御するWステージ制御回路66と、複数のレジ
スタ62R、63R、・・・、72Rとを具備する。プ
ロセッサチップは、さらに、レジスタファイル67と、
バイパス回路68と、ALU69と、符号拡張回路70
と、アドレス生成加算器72と、キャッシュメモリ装置
20とを具備する。キャッシュメモリ装置20は、アド
レスフィールド置き換え回路2(すなわち、アドレス変
換回路)と、データキャッシュ1とを含む。アドレス生
成加算器72が出力するデータアドレスは、メインメモ
リへのアクセスに用いられるとともに、アドレスフィー
ルド置き換え回路2に入力されて変換される。この変換
されたアドレスにより、データキャッシュ1へのデータ
格納およびアクセスが実行される。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a configuration of a processor equipped with the cache memory device according to the above embodiment. The processor 10 including the cache memory device according to the present invention includes a main memory 50 and a processor chip 60 including the cache memory device 20. The processor chip 60 includes an instruction fetch control circuit 61, an instruction cache 62 for storing fetched instructions, a D stage control circuit 63 for controlling a decode stage of pipeline processing, and an E stage control circuit 64 for controlling an execution stage. , An M stage control circuit 65 for controlling the memory access stage, a W stage control circuit 66 for controlling the write back stage, and a plurality of registers 62R, 63R,..., 72R. The processor chip further includes a register file 67,
Bypass circuit 68, ALU 69, sign extension circuit 70
, An address generation adder 72, and the cache memory device 20. The cache memory device 20 includes an address field replacement circuit 2 (that is, an address conversion circuit) and a data cache 1. The data address output from the address generation adder 72 is used for accessing the main memory, and is input to the address field replacement circuit 2 and converted. Data storage and access to the data cache 1 are executed by the converted address.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明は、キャッシュメモリにアクセス
するアドレスのビットフィールドの一部を置き替えて連
続化することにより、処理単位である区分データを、キ
ャッシュ内において連続するアドレスを持つデータに変
換する。このため、大規模な2次元画像データを扱う場
合にも、格納すべき区分データを断片化させることなく
区分データ全体をキャッシュメモリに格納することがで
きる。従って、高速メモリであるキャッシュメモリを有
効利用でき、プロセッサの画像データ処理速度を大幅に
向上させることができる。本発明のキャッシュメモリ装
置およびこのキャッシュメモリ装置を搭載するプロセッ
サを用いることにより、メディアプロセッサやDSPの
画像データ処理速度が大幅に向上する。
According to the present invention, by replacing a part of the bit field of the address for accessing the cache memory to make it continuous, the division data as a processing unit is converted into data having a continuous address in the cache. I do. Therefore, even when dealing with large-scale two-dimensional image data, the entire partitioned data can be stored in the cache memory without fragmenting the partitioned data to be stored. Therefore, the cache memory, which is a high-speed memory, can be effectively used, and the image data processing speed of the processor can be greatly improved. By using the cache memory device of the present invention and the processor equipped with the cache memory device, the image data processing speed of the media processor and the DSP is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るキャッシュメモ
リ装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a cache memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したキャッシュメモリ装置をアクセス
するアドレスのレイアウトの一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a layout of addresses for accessing the cache memory device shown in FIG. 1;

【図3】本発明の第1の実施形態に係るキャッシュメモ
リ装置におけるキャッシュメモリへの区分データの格納
の様子を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a state of storing partitioned data in a cache memory in the cache memory device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】図1に示すキャッシュメモリ装置中のアドレス
マップ置替回路の詳細な構成例を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a detailed configuration example of an address map replacement circuit in the cache memory device shown in FIG. 1;

【図5】本発明の第2の実施形態に係るキャッシュメモ
リ装置の要部を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a main part of a cache memory device according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態に係るキャッシュメモリ装置
を搭載するプロセッサの構成例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a processor equipped with a cache memory device according to an embodiment of the present invention.

【図7】従来のキャッシュメモリの構成例を示したブロ
ック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a conventional cache memory.

【図8】メインメモリに記憶されている大規模画像デー
タをキャッシュメモリを用いた処理を行うために小区分
データに区分する手法を説明する図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a method of dividing large-scale image data stored in a main memory into small-segmented data in order to perform processing using a cache memory.

【図9】図7に示した大規模画像データ中の小区分画像
データのアドレス割り付け例を示した図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example of address assignment of small section image data in the large-scale image data illustrated in FIG. 7;

【図10】従来技術におけるキャッシュメモリ上のフラ
グメンテーションを説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating fragmentation on a cache memory according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ダイレクトマップキャッシュメモリ 2 アドレスフィールド置替回路 3 モード制御レジスタ 20 キャッシュメモリ装置 21 ローテート回路 22 セレクター回路 100 アドレスフィールド 101 変換後アドレスフィールド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Direct map cache memory 2 Address field replacement circuit 3 Mode control register 20 Cache memory device 21 Rotate circuit 22 Selector circuit 100 Address field 101 Address field after conversion

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メインメモリに記憶されているデータの
一部をキャッシュメモリに記憶し、アクセス要求された
データが前記キャッシュメモリ上に存在する場合に、前
記データを前記キャッシュメモリから出力するキャッシ
ュメモリ装置であって、 メインメモリ上のデータの一部を格納するキャッシュメ
モリと、 前記キャッシュメモリをアクセスするために用いるアド
レスフィールドの一部を変換するアドレス変換回路と、 前記アドレス変換回路により出力される、前記アドレス
フィールドの一部が変換された変換後アドレスを用い
て、前記メインメモリに記憶されているデータの一部を
前記キャッシュメモリに格納する書き込み制御部と、 前記アドレス変換回路により出力される、アドレスフィ
ールドの一部が変換されたアドレスにより指定されるデ
ータが前記キャッシュメモリ上にある場合に、前記デー
タを前記キャッシュメモリから読み出す読み出し制御部
とを具備することを特徴とするキャッシュメモリ装置。
1. A cache memory for storing a part of data stored in a main memory in a cache memory and outputting the data from the cache memory when data requested to be accessed exists in the cache memory. A cache memory that stores a part of data on a main memory; an address conversion circuit that converts a part of an address field used to access the cache memory; and an output from the address conversion circuit. A write control unit that stores a part of the data stored in the main memory in the cache memory using the converted address obtained by converting a part of the address field, and is output by the address conversion circuit. , Part of the address field is If the data to be constant is on the cache memory, the cache memory apparatus characterized by comprising a read control unit for reading the data from the cache memory.
【請求項2】 前記アドレス変換回路は、 処理単位である1つの区分データを連続するアドレスを
持つ区分データに変換することにより、前記キャッシュ
メモリ中で連続化するように、前記アドレスフィールド
の一部を置き換えることを特徴とする請求項1に記載の
キャッシュメモリ装置。
2. The method according to claim 1, wherein the address conversion circuit converts one piece of data, which is a processing unit, into a piece of data having a continuous address so as to be continuous in the cache memory. 2. The cache memory device according to claim 1, wherein
【請求項3】 上記キャッシュメモリ装置は、さらに、 前記アドレス変換回路が置き換える前記アドレスフィー
ルドの一部の置き換え量を制御する置き換え量制御部を
具備することを特徴とする請求項1または2に記載のキ
ャッシュメモリ装置。
3. The cache memory device according to claim 1, further comprising a replacement amount control unit that controls a replacement amount of a part of the address field replaced by the address conversion circuit. Cache memory device.
【請求項4】 前記置き換え量制御部は、 1ライン当たりの前記区分データと前記区分データを含
む画像データの画素の比を用いて、前記置き換え量を設
定することを特徴とする請求項3に記載のキャッシュメ
モリ装置。
4. The replacement amount control unit according to claim 3, wherein the replacement amount control unit sets the replacement amount using a ratio of pixels of the divided data and image data including the divided data per line. A cache memory device according to claim 1.
【請求項5】 前記アドレス変換回路は、 アドレスフィールドのビットフィールドの一部をシフト
し、シフトされたビットフィールドの部分をビットフィ
ールドの前に付加するローテート回路で構成されること
を特徴とする請求項1、2、3または4に記載のキャッ
シュメモリ装置。
5. The address conversion circuit according to claim 1, further comprising a rotation circuit for shifting a part of the bit field of the address field and adding the shifted bit field part before the bit field. Item 5. The cache memory device according to item 1, 2, 3, or 4.
【請求項6】 前記アドレス変換回路は、前記アドレス
フィールドの一部を、予め設定された置き換え量だけ置
き換えるセレクター回路で構成されることを特徴とする
請求項1または2に記載のキャッシュメモリ装置。
6. The cache memory device according to claim 1, wherein the address conversion circuit includes a selector circuit that replaces a part of the address field by a preset replacement amount.
【請求項7】 前記アドレス変換回路は、 前記置き換え量制御部により設定された置き換え量が0
である場合に、前記キャッシュアドレスフィールドの置
き換えを行わないことを特徴とする請求項3に記載のキ
ャッシュメモリ装置。
7. The address conversion circuit, wherein the replacement amount set by the replacement amount control unit is 0.
4. The cache memory device according to claim 3, wherein the replacement of the cache address field is not performed in the case of.
【請求項8】 前記アドレス変換回路は、 前記アドレスフィールドの相互に異なる一部のビットを
スワップすることにより、前記アドレスフィールドの一
部の変換を行うことを特徴とする請求項1、2、3、
4、5、6または7に記載のキャッシュメモリ装置。
8. The address conversion circuit according to claim 1, wherein said address conversion circuit performs conversion of a part of said address field by swapping some different bits of said address field. ,
8. The cache memory device according to 4, 5, 6, or 7.
【請求項9】 メインメモリに記憶されているデータの
一部をキャッシュメモリに記憶し、アクセス要求された
データが前記キャッシュメモリ上に存在する場合に、前
記データを前記高速メモリから読み出して処理するプロ
セッサであって、 データを記憶するメインメモリと、 前記メインメモリに記憶されているデータの一部を記憶
するキャッシュメモリ装置と、 所望するデータが前記キャッシュメモリ装置に記憶され
ている場合に、前記キャッシュメモリから前記データを
読み出して処理する中央演算装置とを含み、前記キャッ
シュメモリ装置は、 メインメモリ上のデータの一部を格納するキャッシュメ
モリと、 前記キャッシュメモリをアクセスするために用いるアド
レスフィールドの一部を変換するアドレス変換回路と、 前記アドレス変換回路により出力される、前記アドレス
フィールドの一部が変換された変換後アドレスを用い
て、前記メインメモリに記憶されているデータの一部を
前記キャッシュメモリに格納する書き込み制御部と、 前記アドレス変換回路により出力される、アドレスフィ
ールドの一部が変換されたアドレスにより指定されるデ
ータが前記キャッシュメモリ上にある場合に、前記デー
タを前記キャッシュメモリから読み出す読み出し制御部
とを具備することを特徴とするプロセッサ。
9. A part of data stored in a main memory is stored in a cache memory, and when data requested to be accessed exists in the cache memory, the data is read from the high-speed memory and processed. A processor, a main memory for storing data, a cache memory device for storing a part of the data stored in the main memory, and, when desired data is stored in the cache memory device, A central processing unit for reading and processing the data from a cache memory, the cache memory device comprising: a cache memory for storing a part of data on a main memory; and an address field used for accessing the cache memory. An address conversion circuit for partially converting the address; A write control unit that stores a part of the data stored in the main memory in the cache memory using a converted address obtained by converting a part of the address field, which is output by a conversion circuit; and A read control unit that reads out the data from the cache memory when data specified by an address obtained by converting a part of the address field and output by the conversion circuit is present in the cache memory. And processor.
【請求項10】 前記アドレス変換回路は、 処理単位である1つの区分データを連続するアドレスを
持つ区分データに変換することにより、前記キャッシュ
メモリ中で連続化するように、前記アドレスフィールド
の一部を置き換えることを特徴とする請求項9に記載の
プロセッサ。
10. The address conversion circuit according to claim 1, wherein one of the divisional data, which is a processing unit, is converted into divisional data having a continuous address, so that the division is made continuous in the cache memory. 10. The processor of claim 9, wherein
【請求項11】 前記キャッシュメモリ装置は、さら
に、 前記アドレス変換回路が置き換える前記アドレスフィー
ルドの一部の置き換え量を制御する置き換え量制御部を
具備することを特徴とする請求項9または10に記載の
プロセッサ。
11. The cache memory device according to claim 9, further comprising a replacement amount control unit that controls a replacement amount of a part of the address field to be replaced by the address conversion circuit. Processor.
【請求項12】 前記置き換え量制御部は、 1ライン当たりの前記区分データと前記区分データを含
む画像データの画素の比を用いて、前記置き換え量を設
定することを特徴とする請求項11に記載のプロセッ
サ。
12. The method according to claim 11, wherein the replacement amount control unit sets the replacement amount using a ratio of pixels of the divided data and image data including the divided data per line. Processor as described.
【請求項13】 前記アドレス変換回路は、 アドレスフィールドのビットフィールドの一部をシフト
し、シフトされたビットフィールドの部分をビットフィ
ールドの前に付加するローテート回路で構成されること
を特徴とする請求項9、10、11または12に記載の
プロセッサ。
13. The address conversion circuit according to claim 1, further comprising a rotation circuit for shifting a part of the bit field of the address field and adding the shifted bit field part before the bit field. Item 13. The processor according to item 9, 10, 11 or 12.
【請求項14】 前記アドレス変換回路は、 前記アドレスフィールドの一部を、予め設定された置き
換え量だけ置き換えるセレクターで構成されることを特
徴とする請求項9または10に記載のプロセッサ。
14. The processor according to claim 9, wherein the address conversion circuit includes a selector that replaces a part of the address field by a preset replacement amount.
【請求項15】 前記アドレス変換回路は、 前記置き換え量制御部により設定された置き換え量が0
である場合に、前記キャッシュアドレスフィールドの置
き換えを行わないことを特徴とする請求項11に記載の
プロセッサ。
15. The address conversion circuit, wherein the replacement amount set by the replacement amount control unit is 0.
12. The processor according to claim 11, wherein the cache address field is not replaced when.
【請求項16】 前記アドレス変換回路は、 前記アドレスフィールドの相互に異なる一部のビットを
スワップすることにより、前記アドレスフィールドの一
部の変換を行うことを特徴とする請求項9、10、1
1、12、13、14または15に記載のプロセッサ。
16. The address conversion circuit according to claim 9, wherein said address conversion circuit performs conversion of a part of said address field by swapping some different bits of said address field.
16. The processor according to 1, 12, 13, 14 or 15.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005215911A (en) * 2004-01-29 2005-08-11 Hitachi Ltd Information processor

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