JP2503702B2 - アドレス変換装置 - Google Patents

アドレス変換装置

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JP2503702B2
JP2503702B2 JP1330829A JP33082989A JP2503702B2 JP 2503702 B2 JP2503702 B2 JP 2503702B2 JP 1330829 A JP1330829 A JP 1330829A JP 33082989 A JP33082989 A JP 33082989A JP 2503702 B2 JP2503702 B2 JP 2503702B2
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勉幸 鈴木
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Nippon Electric Co Ltd
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    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/10Address translation

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアドレス変換方式に関し、特に仮想記憶方式
において論理アドレスから実アドレスに変換する方式に
関する。
〔従来の技術〕
科学技術計算を超高速に行なうスーパーコンピュータ
では、配列状になった多量のデータの各要素に対して同
一演算を行なういわゆるベクトル演算が主に実行される
が、取り扱う配列データは一般に主記憶装置の容量に比
べ大きなものとなるため、プログラム上の論理アドレス
をアドレス変換表に基づき、実アドレスに変換して主記
憶装置をアクセスする仮想記憶方式が一般的に用いられ
ている。アドレス変換を高速に行なうために、アドレス
変換バッファを設けて、主記憶装置に格納されているア
ドレス変換表の写しを保持するようにしたものが多く用
いられている。
従来、この種のアドレス変換方式には、全論理ページ
に対するアドレス変換バッファを複数個設け、複数ペー
ジに対するアドレス変換データを同時に読み出し、複数
ページに及ぶ主記憶アクセスを同時に処理することによ
って、主記憶装置とのデータスループットの向上を図っ
たものがある。また、アドレス変換バッファを複数個に
分割し、アドレス変換を行なうべきページの選択をペー
ジの方向と先頭ページとに基づいて行ない、連続する複
数ページのアドレス変換を同時に行なうことにより、少
量のハードウェアで前述と同様に近い効果が得られたも
のがある。(特公昭63−62012号公報) 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来のアドレス変換方式のうち、アドレス変
換バッファを複数個設け、複数ページに対するアドレス
変換データを同時に読み出す方式では、全論理ページに
対するアドレス変換バッファを複数個設けなければなら
ないのでハードウェアの量が多くなるという欠点があ
る。またアドレス変換バッファを分割しアドレス行なう
べきページの選択をページの方向と先頭ページとに基づ
いて行ない、少量のハードウェァの量で複数ページのア
ドレス変換を同時に行なう方式では、間接ベクトルのよ
うなランダムな論理ページアドレスについては、アドレ
ス変換を同時に行なえないという欠点がある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明のアドレス変換装置は、プログラムでアクセス
可能な論理アドレス空間を論理アドレスの上位M+Nビ
ットによりページに等分割し、ページ単位で論理アドレ
スから実アドレスに変換して記憶装置をアクセスするよ
うに制御する処理装置において、論理ページアドレスの
下位Nビットの内容を同じとするページに対するページ
変換データを格納する2のN乗個に分割されたアドレス
変換バッファと、論理アドレスの中の第1番目の論理ア
ドレスの上位Mビットの第2番目以降の2N−1個の論理
アドレスの上位Mビットとの一致情報を検出する比較手
段と、論理アドレス各々の論理ページアドレスの下位N
ビットの値と、比較手段から出力される論理アドレスの
一致情報と、前記2のN乗個のアドレス変換バッファか
ら出力されるページ変換データを受け、前記比較手段に
おいて一致した論理アドレスについてのみ実ページアド
レスを得るように制御するアドレス変換制御回路とを有
している。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
第1図において、本実施例はたとえばM,Nの値が、それ
ぞれM=6,N=2の場合であり、4個の論理アドレスレ
ジスタ1,2,3,4と4個のアドレス変換バッファ5,6,7,8と
ページ比較回路9とアドレス変換制御回路10と4個の実
アドレスレジスタ11,12,13,14とから構成されている。
第2図は論理アドレスレジスタ1と実アドレスレジス
タ11を示す図である。第2図において、論理アドレスレ
ジスタ2,2,4は論理アドレスレジスタ1と、実アドレス
レジスタ12,13,14は実アドレスレジスタ11と同じ構成で
ある。本実施例では実ページが25=32ページ存在するの
に対し、論理ページは28=256ページが存在するので、
実際の主記憶の容量の8倍のアドレス空間をプログラム
で扱うことが可能である。論理アドレスから実アドレス
へアドレス変換を行なう時、アドレス変換バッファ5,6,
7,8を通じ変換が行なわれるのは、ページアドレスのみ
であり、ページ内アドレスの20ビット分については、論
理アドレスと実アドレスは同じ値をとる。実アドレスレ
ジスタの最上位ビットはアドレス変換フラグであり、実
アドレスレジスタ11のアドレス変換フラグは常に0を保
持している。
第3図はアドレス変換バッファ5,6,7,8の詳細を示し
た図である。第3図において、アドレス変換バッファ5,
6,7,8には論理ページアドレスの下位2ビットNの値が
それぞれN=00,01,10,11である論理ページに対応する
実ページデータが格納されており、おのおのアドレス変
換バッファにおける実ページデータは対応する論理ペー
ジデータの上位6ビットMの値の昇順になるように格納
されている。4個のアドレス変換バッファ5,6,7,8とも
論理アドレスレジスタ1の論理ページの上位6ビットM
の値を入力とし、入力されたMに続く2ビットNの値が
それぞれ00,01,10,11である論理ページアドレスに対応
する実ページアドレスを出力する。
第4図はページ比較回路9の詳細を示した図である。
第4図において、ページ比較回路9は3個のコンパレー
タ41,42,43から構成されており、コンパレータ41は論理
アドレスレジスタ1の論理ページアドレスの上位6ビッ
トMと論理アドレスレジスタ2の論理ページアドレスの
上位6ビットMを比較し、6ビット全て一致したら0を
出力し、6ビットのうち1ビットでも一致しないものが
あれば1を出力する。同様にコンパレータ42は論理アド
レスレジスタ1のMの値と論理アドレスレジスタ3のM
の値を、コンパレータ43は論理アドレスレジスタ1のM
の値と論理アドレスレジスタ4のMの値を比較し、それ
ぞれの一致情報を出力する。
第5図はアドレス変換制御回路10の詳細を示した図で
ある。第5図において、アドレス変換制御回路10は4個
のセレクタ51,52,53,54から構成されている。セレクタ5
1,52,53,54には、アドレス変換バッファ5,6,7,8から得
られた4個の実ページアドレスがそれぞれ入力され、そ
れぞれ論理アドレスレジスタ1,2,3,4の論理ページの下
位2ビットNの値により入力された4個の実ページアド
レスの中の1個を選択し出力する。具体的にはセレクタ
51の場合、論理アドレスレジスタ1のNの値が00のとき
はアドレス変換バッファ5から得られた実ページアドレ
スを出力し、N=01,10,11のときは、それぞれアドレス
変換バッファ6,7,8から得られた実ページアドレスを出
力する。
次に本実施例の動作を説明する。
4個の論理アドレスレジスタ1,2,3,4に入っている論
理アドレスを実アドレスに変換するに際し、まず論理ア
ドレスレジスタ1の論理ページアドレスの上位6ビット
Mの値がアドレス変換バッファ5,6,7,8に入力され、該
論理ページアドレスに対応する実ページアドレスがアド
レス変換バッファ5,6,7,8から同時に読み出され、アド
レス変換制御回路10へ出力される。これと平行して論理
アドレスレジスタ1,2,3,4の論理ページアドレスのMの
値がそれぞれページ比較回路9へ出力され、ページ比較
回路9は一致をチェックした後、チェック結果の一致情
報であるコンパレータ41,42,43からの出力をそれぞれ、
実アドレスレジスタ12,13,14のアドレス変換フラグへ送
る。アドレス変換制御回路10は論理アドレスレジスタ1,
2,3,4それぞれの論理ページアドレスの下位2ビットN
の値とアドレス変換バッファ5,6,7,8から得られた4個
の実ページアドレスを受け、論理アドレスレジスタ1,2,
3,4の論理ページアドレスの変換後の実ページアドレス
をそれぞれ実アドレスレジスタ11,12,13,14のページを
示す5ビットの部分へ出力する。論理アドレスレジスタ
1,2,3,4のページ内アドレスを示す下位20ビットについ
ては、それぞれ実アドレスレジスタ11,12,13,14のペー
ジ内アドレスを示す下位20ビットの部分へそのまま移さ
れる。実アドレスレジスタ11,12,13,14に入力された実
アドレスのうち、アドレス変換フラグが0であるものに
ついては、そのまま主記憶装置中の該実アドレスへアク
セスされるが、アドレス変換フラグが1であるものにつ
いては、主記憶装置へはアクセスされず、該実アドレス
に対応する論理アドレスはアドレス変換待ちの状態とな
り、次のアドレス変換の動作へまわされる。なお、実ア
ドレスレジスタ11のアドレス変換フラグは常に0を保持
しているのでアドレス変換待ちの状態になることはな
い。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、複数個の論理アドレス
のうち、基準とする論理ページの上位Mビットを複数個
のアドレス変換バッファすべてに入力し、論理ページの
下位Nビットにより得られた複数個の実ページアドレス
から1個の実ページアドレスを選択する手段と、複数個
の論理ページについて基準となる論理ページと上位Mビ
ット同志比較する手段を設けることにより、基準とする
論理ページアドレスを含む2のN乗ページの範囲におい
て間接ベクトルのようなランダムの複数個の論理アドレ
スについても同時にアドレス変換できる効果がある。一
般的なプログラムのデータ処理においては論理ページア
ドレスが、その直前で処理された論理ページアドレスと
比較して大きく異なった値をとることは少なく、従って
実施例で述べたような、同時にアドレス変換できないよ
うな論理ページアドレスが存在する場合はほとんどな
く、そのために主記憶装置とのデータのスループットが
低下するようなことはほとんどない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
本実施例の論理アドレスレジスタと実アドレスレジスタ
を示す図、第3図は本実施例のアドレス変換バッファを
示す図、第4図は本実施例のページ比較回路を示す図、
第5図は本実施例のアドレス変換制御回路を示す図であ
る。 1,2,3,4……論理アドレスレジスタ、5,6,7,8……アドレ
ス変換バッファ、9……ページ比較回路、10……アドレ
ス変換制御回路、11,12,13,14……実アドレスレジス
タ、41,42,43……コンパレータ、51,52,53,54……セレ
クタ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】プログラムでアクセス可能な論理アドレス
    空間を論理アドレスの上位M+Nビットによりページに
    等分割し、ページ単位で論理アドレスから実アドレスに
    変換して記憶装置にアクセスするように制御する処理装
    置において、論理ページアドレスの下位Nビットの内容
    を同じとするページに対するページ変換データを格納す
    る2のN乗個に分割されたアドレス変換バッファと、複
    数個の論理アドレスの中の第1番目の論理アドレスの上
    位Mビットと、第2番目以降の論理アドレスの上位Mビ
    ットとの一致情報を検出する比較手段と、論理アドレス
    各々の論理ページアドレスの下位Nビットの値と、前記
    比較手段から出力される論理アドレスの一致情報と、前
    記2のN乗個のアドレス変換バッファから出力されるペ
    ージ変換データを受け、前記比較手段において一致した
    論理アドレスについてのみ実ページアドレスを得るよう
    に制御するアドレス変換制御回路と有し、前記第1番目
    の論理アドレスを含む2のN乗ページの範囲における複
    数個の論理アドレスを同時に実アドレスに変換すること
    を特徴とするアドレス変換装置。
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CA002032746A CA2032746C (en) 1989-12-19 1990-12-19 Arrangement for translating logical page addresses to corresponding real ones in data processing system
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CA2032746C (en) 1996-03-12
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EP0434017A2 (en) 1991-06-26
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