JP2001256108A - メモリ内蔵マイクロプロセッサ - Google Patents

メモリ内蔵マイクロプロセッサ

Info

Publication number
JP2001256108A
JP2001256108A JP2000065934A JP2000065934A JP2001256108A JP 2001256108 A JP2001256108 A JP 2001256108A JP 2000065934 A JP2000065934 A JP 2000065934A JP 2000065934 A JP2000065934 A JP 2000065934A JP 2001256108 A JP2001256108 A JP 2001256108A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
address
microprocessor
cache
built
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000065934A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuo Iwasaki
保男 岩崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP2000065934A priority Critical patent/JP2001256108A/ja
Publication of JP2001256108A publication Critical patent/JP2001256108A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Microcomputers (AREA)
  • Memory System (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内蔵メモリと内蔵キャッシュメモリを併用す
るマイクロプロセッサにおいて、演算速度の低下を抑え
たメモリとキャッシュメモリの使い分けを行おうとす
る。 【解決手段】 メモリとキャッシュメモリを共に内蔵す
るマイクロプロセッサにおいて、メモリの使用領域を割
り当てるアドレス変換バッファと、アドレス変換バッフ
ァによるアドレス変換後のメモリの属性をメモリの種類
毎に管理する構成情報レジスタとを備えて、メモリのア
ドレスをアドレス変換バッファに基づいて動的に使用
し、マイクロプロセッサの演算実行時にアドレス変換バ
ッファから実アドレスを知り、対応するメモリの属性を
調べて、属性対応でメモリを直接ヒットするか、または
キャッシュメモリをヒットするかを決めるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、メモリとキャッシ
ュメモリを共に持つ、演算速度を向上したメモリ内蔵マ
イクロプロセッサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】マイクロプロセッサが専用の内蔵メモリ
を使用して演算速度を高めた構成が、メモリ内蔵マイク
ロプロセッサとして知られている。しかしその場合の典
型的な内蔵メモリの構成は、メモリアドレスの割り当て
が一意に定められている。このためメモリの使用に制限
が生じ、使用目的によってはメモリのアドレス構成が不
適当であり、そメモリの使用領域を変えるためにアドレ
スを再割り当てする必要があって、使用上の柔軟性が欠
ける嫌いがあった。
【0003】外部メモリに関してこの不具合を改善した
方式として、図5に示される特開平11−272600
号公報に示されるものがある。図5(a)がその構成図
で、これはメモリのアドレス領域のマッピングを行うデ
コード回路の代わりに、アドレスマッピングを任意に設
定できるマッピング設定レジスタを設けて、アドレス空
間の割当、システム構成の変更を行うようにしたもので
ある。図5(a)、(b)はその動作を説明する図で、
例えばあるシステムAでは(a)のアドレスマッピング
としていて、各メモリは図のアドレスを設定されてい
る。ところが別のシステムBで(b)のマッピングが必
要になった場合、マッピング設定レジスタ909が各メ
モリに対して(b)から(a)への変換を設定しておけ
ば、各メモリが(a)のアドレスを設定されていても、
別のシステムBにおいてそのアドレス図5(b)が実ア
ドレスでは(a)に変換されて実行されることになる。
こうしてメモリアドレスに対するフレキシビリティが得
られる。
【0004】メモリ領域を都度自由に割り当てること以
外に、プロセッサの演算速度を落とさない工夫も重要で
ある。メモリからの読み出し速度を上げるためにキャッ
シュメモリを使用することがよく知られている。しかし
キャッシュメモリは容量が限られており、その有効利用
に言及したものはない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のメモリの領域設
定は上記のようになされており、単にシステムの要求に
基づいて主メモリの領域割当を変更するのみで、マイク
ロプロセッサの実行演算速度を考慮した割当はなされ
ず、演算速度が低下する場合があるという課題があっ
た。
【0006】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、内蔵メモリと内蔵キャッシュメモリを併
用するマイクロプロセッサにおいて、演算速度の低下を
抑えたメモリとキャッシュメモリの使い分けを行おうと
する。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係るメモリ内
蔵マイクロプロセッサは、メモリとキャッシュメモリを
共に内蔵するマイクロプロセッサにおいて、メモリの使
用領域を割り当てるアドレス変換バッファと、アドレス
変換バッファによるアドレス変換後のメモリの属性をメ
モリの種類毎に管理する構成情報レジスタとを備えて、
メモリのアドレスをアドレス変換バッファに基づいて動
的に使用し、マイクロプロセッサの演算実行時にアドレ
ス変換バッファから実アドレスを知り、対応するメモリ
の属性を調べて、属性対応でメモリを直接ヒットする
か、またはキャッシュメモリをヒットするかを決めるよ
うにした。
【0008】また更に、アドレス変換バッファをミス・
ヒットした場合は、ミスヒットしたアドレスの属性を調
べて、所定の低速メモリである場合はキャッシュに登録
するようにした。
【0009】
【発明の実施の形態】実施の形態1.アドレス変換レジ
スタを設け、メモリの属性を管理してメモリ内蔵プロセ
ッサの速度低下を抑えた本発明の実施の形態を説明す
る。図1は本実施の形態におけるメモリ内蔵プロセッサ
の構成を示す図である。図において、1はCPU(プロ
セッサ)、2は命令キャッシュ(メモリ)ユニット、3
はデータキャッシュ(メモリ)ユニット、4は本発明で
重要な要素であるメモリ管理ユニットである。メモリ管
理ユニット4は、その中に5のアドレス変換バッファ、
本実施の形態の場合は仮想アドレス機構としてのTLB
(Table Look-up Buffer)と、6の内蔵メモリのアクセ
ス速度等を属性として管理するメモリ構成情報レジスタ
と、7のTLB5とCPU1のいずれのアドレスかを選
択するアドレスセレクタを持つ。8はプロセッサに内蔵
されるメモリで、SRAM、DRAM、フラッシュメモ
リ等の各種のメモリがシステムにより使い分けられる。
9は外部デバイスとのインタフェースを行うバスインタ
フェースユニットで、10はプロセッサ・バス、11は
メモリ・バス、12はアドレスデコード制御信号線、1
3は各種のメモリを選択するチップセレクト信号線、1
4はマイクロプロセッサと外部メモリやI/Oを接続す
る拡張バスである。
【0010】図2はマイクロプロセッサの動作を示すフ
ロー図で、図3はTLB更新動作を示すフロー図であ
る。また図4はメモリ構成情報レジスタ6の詳細とTL
Bへのエントリ動作を説明する図である。これらの図に
基づいて動作を説明する。電源が投入されると、CPU
1は外部の初期化プログラム格納ROM16をアクセス
し、その読み込まれた初期化プログラムによってシステ
ムの初期化が行われる。初期化の過程で、メモリ構成情
報は外部のメモリ構成情報格納ROM15から得られ
て、メモリ構成情報レジスタ6に記憶される。
【0011】この初期状態からCPU1がメモリアクセ
スを要する命令をデコードすると、メモリ管理ユニット
4にアクセスリクエストが生成される。こうして図2の
ステップ(以後ステップの記述省略する)S101でメ
モリ管理ユニット4ではそのリクエストを受け付ける
と、S102でまずアドレス変換モードのステータスを
チェックする。アドレス変換モードが有効となっている
ときはS103で、アクセスリクエストと共に受け取っ
たアドレスは仮想空間アドレスであり、そのアドレスが
TLB5に登録されているか否かをチェックする。そし
て、アドレスが既にTLB5に登録されていれば、S1
04その仮想アドレスに対応する実アドレスをTLB5
から引き出し次のステップへ送出する。本実施の形態に
おけるメモリ内蔵マイクロプロセッサでは、このアドレ
ス変換時に例えば仮想アドレスが内蔵メモリである高速
SRAMへ割り当てられている場合にはその仮想アドレ
スに対するアクセスはキャッシュメモリをバイパスして
直接高速SRAMへ送出し、低速DRAMへ割り当てら
れている場合には仮想アドレスに呼び出す。
【0012】即ち、TLBの中にNビットと呼ぶキャッ
シュ登録可否情報を保持し、S106でTLBヒットし
た仮想アドレスに割り当てられている領域がキャッシュ
に登録されるものか否かをこのNビットによって判定す
る。システムがキャッシュメモリを使用し、かつキャッ
シュモードが有効の時には、S107でTLB中のNビ
ットが1ならばそのアクセスリクエストをキャッシュメ
モリへ送出し、S108でキャッシュをアクセスする。
またS107でNビットが0ならば、S113で内蔵メ
モリもしくは外部メモリをアクセスする。
【0013】また、アドレス変換モードが有効時にCP
Uから受け取った仮想アドレスがTLB5に存在せずT
LBミスを発生した場合には、図3に示すフローでその
仮想アドレスに対応する新しいアドレス変換情報を登録
する。その際に、オペレーティングシステムなどのシス
テムを制御するソフトウェアはS121でメモリ構成情
報レジスタ6を参照し、S122でそのメモリ属性情報
によって新しい仮想アドレスがキャッシュに登録されて
いるべきものか否か判断して、キャッシュ可であればS
123でNビット=0としてTLB5へ登録し、SRA
M等の高速メモリであればDRAM等の低速メモリのた
めにキャッシュを提供した方がよいので、S124でN
ビット=1としてTLB5へ登録する。すなわち、図4
で示すように、新しい仮想アドレスをTLB5へ登録す
る時、その仮想アドレスに対応する実アドレスがどのよ
うなメモリに割り当てられるかをメモリ構成情報レジス
タ6の開始アドレス611、621、631とメモリ容
量612、622、632を参照することによって確認
し、そして割り当てられるメモリのメモリ属性613、
623、633を調べ、その結果をTLB5の新しく登
録するエントリのNビットへ反映させる。メモリ属性と
して例えば高速と低速の2種類があるとすれば、高速の
メモリ属性を持つ場合はキャッシュメモリを利用する必
要はないのでNビットを1に設定し、低速のメモリ属性
を持つ場合はキャッシュメモリを利用してアクセスの高
速化を図る必要があるのでNビットを0に設定すること
になる。
【0014】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、アドレ
ス変換バッファとメモリの構成情報レジスタとを備え
て、内蔵メモリの属性によりキャッシュまたは直接メモ
リアクセスを使い分けるので、メモリの使用領域を自由
に変更しながら演算速度を上げる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1におけるメモリ内蔵プ
ロセッサの構成を示す図である。
【図2】 実施の形態1におけるマイクロプロセッサの
動作を示すフロー図である。
【図3】 実施の形態1におけるTBL更新動作を示す
フロー図である。
【図4】 実施の形態1におけるメモリ構成情報レジス
タ6の詳細とTLBへのエントリ動作を説明する図であ
る。
【図5】 従来のメモリの使用領域を変更できる外部メ
モリに対するアドレス変換回路の構成と動作を説明する
図である。
【符号の説明】
1 マイクロプロセッサ(CPU)、2 命令キャッシ
ュユニット、3 データキャッシュユニット、4 メモ
リ管理ユニット、5 アドレス変換バッファ(TL
B)、6 メモリ構成情報レジスタ、7 アドレスセレ
クタ、8 内蔵メモリ、9 バスインタフェースユニッ
ト、10 プロセッサ・バス、11 メモリ・バス、1
2 アドレスデコード信号線、13 メモリ・チップセ
レクト信号線、14 拡張バス、15 メモリ構成情報
格納ROM、16 初期化プログラム格納ROM。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G06F 15/78 510 G06F 15/78 510G

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリとキャッシュメモリを共に内蔵す
    るマイクロプロセッサにおいて、 上記メモリの使用領域を割り当てるアドレス変換バッフ
    ァと、 上記アドレス変換バッファによるアドレス変換後の上記
    メモリの属性をメモリの種類毎に管理する構成情報レジ
    スタとを備えて、 上記メモリのアドレスを上記アドレス変換バッファに基
    づいて動的に使用し、上記マイクロプロセッサの演算実
    行時に上記アドレス変換バッファから実アドレスを知
    り、対応する上記メモリの属性を調べて、該属性対応で
    メモリを直接ヒットするか、またはキャッシュメモリを
    ヒットするかを決めるようにしたことを特徴とするメモ
    リ内蔵マイクロプロセッサ。
  2. 【請求項2】 アドレス変換バッファをミス・ヒットし
    た場合は、該、ミスヒットしたアドレスの属性を調べ
    て、所定の低速メモリである場合はキャッシュに登録す
    るようにしたことを特徴とする請求項1記載のメモリ内
    蔵マイクロプロセッサ。
JP2000065934A 2000-03-10 2000-03-10 メモリ内蔵マイクロプロセッサ Withdrawn JP2001256108A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000065934A JP2001256108A (ja) 2000-03-10 2000-03-10 メモリ内蔵マイクロプロセッサ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000065934A JP2001256108A (ja) 2000-03-10 2000-03-10 メモリ内蔵マイクロプロセッサ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001256108A true JP2001256108A (ja) 2001-09-21

Family

ID=18585378

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000065934A Withdrawn JP2001256108A (ja) 2000-03-10 2000-03-10 メモリ内蔵マイクロプロセッサ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001256108A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004031963A1 (ja) * 2002-09-30 2004-04-15 Renesas Technology Corp. 半導体データプロセッサ
JP2012212440A (ja) * 2005-10-20 2012-11-01 Qualcomm Inc キャッシュされたメモリデータを伴うキャッシュメモリ属性インジケータ
WO2015125971A1 (ja) * 2014-02-24 2015-08-27 株式会社 東芝 キャッシュ存在情報を有するtlb
US9864548B2 (en) 2015-09-10 2018-01-09 Toshiba Memory Corporation Memory module, electronic device and method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004031963A1 (ja) * 2002-09-30 2004-04-15 Renesas Technology Corp. 半導体データプロセッサ
US7356649B2 (en) 2002-09-30 2008-04-08 Renesas Technology Corp. Semiconductor data processor
JP2012212440A (ja) * 2005-10-20 2012-11-01 Qualcomm Inc キャッシュされたメモリデータを伴うキャッシュメモリ属性インジケータ
WO2015125971A1 (ja) * 2014-02-24 2015-08-27 株式会社 東芝 キャッシュ存在情報を有するtlb
JP2015158798A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 株式会社東芝 キャッシュメモリシステムおよびプロセッサシステム
US10025719B2 (en) 2014-02-24 2018-07-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Cache memory system and processor system
US9864548B2 (en) 2015-09-10 2018-01-09 Toshiba Memory Corporation Memory module, electronic device and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100432470B1 (ko) 로컬 i/o 버스에 인접한 브리지에서의 입/출력(i/o) 어드레스 번역
US8250254B2 (en) Offloading input/output (I/O) virtualization operations to a processor
US8037281B2 (en) Miss-under-miss processing and cache flushing
US20030028728A1 (en) Cache memory control device
JP3264319B2 (ja) バスブリッジ
US20070239960A1 (en) Data processor and IP module for data processor
US20070067505A1 (en) Method and an apparatus to prevent over subscription and thrashing of translation lookaside buffer (TLB) entries in I/O virtualization hardware
JP2003099326A (ja) システム保護マップ
US8868883B1 (en) Virtual memory management for real-time embedded devices
US7216201B2 (en) Parallel cachelets
US7117338B2 (en) Virtual memory address translation control by TLB purge monitoring
JP2002140227A (ja) メモリ圧縮管理デバイス
US7103747B2 (en) Memory table and memory manager for use in managing memory
JPH04242848A (ja) 走行モード別キャッシュメモリ制御方式
US6789168B2 (en) Embedded DRAM cache
US8443161B2 (en) Cache memory systems having a flexible buffer memory portion and methods of operating the same
US20060143405A1 (en) Data processing device
JP3457644B2 (ja) データ処理装置およびデータ処理システム
JP2001256108A (ja) メモリ内蔵マイクロプロセッサ
US8266379B2 (en) Multithreaded processor with multiple caches
JPH07248967A (ja) メモリ制御方式
US6985974B1 (en) Memory interface controller for a network device
US6785759B1 (en) System and method for sharing I/O address translation caching across multiple host bridges
JP2011141754A (ja) キャッシュメモリ
JP2001134496A (ja) 不揮発性半導体メモリを用いた記憶装置

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20051018

A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20070605