JP2821326B2 - Cache memory failure detection device - Google Patents
Cache memory failure detection deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は情報処理分野で用いられ
るキャッシュメモリシステムに関し、特にキャッシュメ
モリのタグメモリ回路や比較回路での故障を動作中に検
出する故障検出装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cache memory system used in the field of information processing, and more particularly to a failure detection device for detecting a failure in a tag memory circuit or a comparison circuit of a cache memory during operation.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、この種のキャッシュメモリの故障
検出装置では、キャッシュメモリのアドレス管理タグ情
報を格納したタグメモリ回路に対し、自己診断装置から
の故障診断情報による書き込みと読み出しを実施するこ
とによる故障検出の方法が取られている。図5にこの種
の自己診断装置を備えたキャッシメモリの一例を示す。
同図において、1はCPU、2は主記憶装置、3は入出
力装置、4はアドレスラッチ回路、13はキャッシュデ
ータメモリ回路、38はタグメモリ回路、10は比較回
路、16はシステムバスである。また、14はアドレス
バス、15はデータバス、17はアドレス情報の上位ビ
ット情報、18はアドレス情報の一部の情報、33は故
障信号、34は応答信号である。2. Description of the Related Art Conventionally, in a cache memory failure detection apparatus of this kind, writing and reading of the tag memory circuit storing the address management tag information of the cache memory by the failure diagnosis information from the self-diagnosis apparatus are performed. A failure detection method has been adopted. FIG. 5 shows an example of a cache memory provided with such a self-diagnosis device.
In the figure, 1 is a CPU, 2 is a main storage device, 3 is an input / output device, 4 is an address latch circuit, 13 is a cache data memory circuit, 38 is a tag memory circuit, 10 is a comparison circuit, and 16 is a system bus. . 14 is an address bus, 15 is a data bus, 17 is upper bit information of address information, 18 is a part of the address information, 33 is a failure signal, and 34 is a response signal.
【0003】自己診断装置44は、故障診断情報を発生
する情報発生回路6と、タグメモリ回路38へ故障診断
情報を書き込むための書き込み制御信号42及びタグメ
モリ回路38に書き込まれた故障診断情報を読み出すた
めの読み出し制御信号43とを出力する診断用制御回路
41と、タグメモリ回路38での書き込みと読み込みの
対象位置を順次指定するカウンター回路5と、タグメモ
リ回路38へ書き込んだときの故障診断情報及びタグメ
モリ回路38より読み出された故障診断情報を比較する
自己診断用比較回路39と、自己診断用比較回路39の
累積結果を記憶するフラグ回路40とから構成されてい
る。The self-diagnosis device 44 includes an information generation circuit 6 for generating failure diagnosis information, a write control signal 42 for writing failure diagnosis information to the tag memory circuit 38, and the failure diagnosis information written to the tag memory circuit 38. A diagnostic control circuit 41 for outputting a read control signal 43 for reading, a counter circuit 5 for sequentially designating write and read target positions in the tag memory circuit 38, and a failure diagnosis for writing to the tag memory circuit 38 The self-diagnosis comparison circuit 39 compares the information and the failure diagnosis information read from the tag memory circuit 38, and the flag circuit 40 stores the accumulated result of the self-diagnosis comparison circuit 39.
【0004】このキャッシュメモリでの自己診断装置の
動作は、キャッシュメモリシステム構成から切り離した
状態で、情報発生回路6から故障診断情報が出力され、
カウンター回路5により示されたタグメモリ回路38の
アドレス管理タグ情報27の位置に対し、診断用制御回
路41からタグメモリ回路38への書き込み制御信号4
2により故障診断情報での書き込みが実行され、これを
タグメモリ回路38の全位置に対して実施される。その
書き込み実施後、カウンター回路5により示されるタグ
メモリ回路38の全位置に書き込まれた故障診断情報
が、診断用制御回路41からのタグメモリ回路38への
読み出し制御信号43によりタグメモリ回路38の全位
置から順次に前記書き込んだ故障診断情報が読み出され
る。その読み出された故障診断情報と書き込み実施時の
故障診断情報とが順次に自己診断用比較回路39に入力
され、自己診断用比較回路39からの結果情報の累積し
た情報がフラグ回路40において記憶される。このフラ
グ回路40での情報により、タグメモリ回路38におい
て、故障の発生を判断している。The operation of the self-diagnosis device in the cache memory is such that failure diagnosis information is output from the information generation circuit 6 in a state separated from the configuration of the cache memory system,
In response to the position of the address management tag information 27 of the tag memory circuit 38 indicated by the counter circuit 5, the write control signal 4 from the diagnostic control circuit 41 to the tag memory circuit 38
2, writing with the failure diagnosis information is executed, and the writing is performed for all positions of the tag memory circuit 38. After the execution of the writing, the failure diagnostic information written in all the positions of the tag memory circuit 38 indicated by the counter circuit 5 is read by the read control signal 43 from the diagnostic control circuit 41 to the tag memory circuit 38 so that the tag memory circuit 38 The written fault diagnosis information is sequentially read from all positions. The read failure diagnosis information and the failure diagnosis information at the time of writing are sequentially input to the self-diagnosis comparison circuit 39, and the accumulated information of the result information from the self-diagnosis comparison circuit 39 is stored in the flag circuit 40. Is done. Based on the information in the flag circuit 40, the occurrence of a failure in the tag memory circuit 38 is determined.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のキャッ
シュメモリの故障検出装置では、自己診断装置によりタ
グメモリ回路の全ての位置に対する故障検出を実施して
いるが、自己診断の機能が動作しているときは、キャッ
シュメモリのタグメモリ回路に対して、故障診断情報に
て書き込み又は読み出しを実施しているために、通常の
キャッシュ動作中でのタグメモリ回路のアドレス管理タ
グ情報を書き換えることになり、キャッシュデータメモ
リ回路との対応が一致しなくなるので、キャッシュメモ
リシステム構成上から切り離した状態でしか実施できな
い。また、タグメモリ回路の全部のアドレス管理タグ情
報の位置に対して故障検出のための書き込みと読み出し
とを実施完了するには多くのテスト時間を必要とすると
いう問題がある。本発明の目的は、キャッシュメモリシ
ステムの動作を中断することなくキャッシュメモリの故
障検出を可能にした故障検出装置を提供することにあ
る。In the conventional cache memory failure detection device described above, the self-diagnosis device detects failures at all positions of the tag memory circuit, but the self-diagnosis function operates. When writing or reading is performed on the tag memory circuit of the cache memory based on the failure diagnosis information, the address management tag information of the tag memory circuit during a normal cache operation is rewritten. Since the correspondence with the cache data memory circuit becomes inconsistent, it can be implemented only in a state separated from the cache memory system configuration. Further, there is a problem that it takes a lot of test time to complete writing and reading for failure detection with respect to all address management tag information positions in the tag memory circuit. An object of the present invention is to provide a failure detection device that can detect a failure in a cache memory without interrupting the operation of the cache memory system.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、キャッシュメ
モリに対するミスヒットより主記憶装置からキャッシュ
データメモリ回路へのデータの置き換え期間中にカウン
ター回路により指定されたタグメモリ回路の第1メモリ
領域の位置でのアドレス管理タグ情報の読み出し、その
アドレス管理タグ情報をタグメモリ回路の第2メモリ領
域に一時格納し、カウンター回路により指定された位置
に対し、故障診断情報での書き込みと書き込み位置での
情報の読み出しを実施し、それぞれを比較することによ
り故障検出を可能としている。また、故障検出の実施
後、タグメモリ回路の第2メモリ領域に格納したアドレ
ス管理タグ情報をタグメモリ回路の第2メモリ領域に格
納したアドレス管理タグ情報をタグメモリ回路の第1メ
モリ領域に格納することにより、タグメモリ回路とキャ
ッシュデータメモリ回路との対応をとり、キャッシュ動
作を中断することなく、動作を再開することを可能とす
る。更に、故障検出の対象となるタグメモリ回路のアド
レス管理タグ情報の位置は、カウンター回路により全て
のアドレス管理タグ情報の位置に渡って順次に実施さ
れ、タグメモリ回路のアドレス管理タグ情報の個数分の
リプレースが発生すれば全ての検査が可能である。ま
た、故障検出でのテスト時間は、主記憶装置からキャッ
シュデータメモリ回路へのデータの置き換え期間と並行
して動作するので、自己診断装置によるテスト時間と比
べて特別なテスト時間は不必要になる。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a first memory area of a tag memory circuit designated by a counter circuit during a period of data replacement from a main storage device to a cache data memory circuit due to a mishit in a cache memory. Reading the address management tag information at the position, temporarily storing the address management tag information in the second memory area of the tag memory circuit, writing the failure diagnosis information at the position designated by the counter circuit, and writing at the write position. By reading out information and comparing each of them, a failure can be detected. After the failure detection, the address management tag information stored in the second memory area of the tag memory circuit is stored in the first memory area of the tag memory circuit. By doing so, the correspondence between the tag memory circuit and the cache data memory circuit is established, and the operation can be resumed without interrupting the cache operation. Further, the position of the address management tag information of the tag memory circuit to be subjected to the failure detection is sequentially executed by the counter circuit over all the positions of the address management tag information, and is equal to the number of the address management tag information of the tag memory circuit. If the replacement occurs, all the inspections can be performed. In addition, the test time for failure detection operates in parallel with the data replacement period from the main storage device to the cache data memory circuit, so that a special test time is unnecessary compared to the test time by the self-diagnosis device. .
【0007】[0007]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例のブロック図である。同図
において、図5の従来構成と等価な部分には同一符号を
付してある。その従来構成に対して、本実施例では、制
御手段7、インデックス選択回路8、タグ選択回路9、
比較回路11を設けている。また、タグメモリ回路12
は、第1メモリ領域36と第2メモリ領域37とで構成
されている。第1メモリ領域36は書き込み信号24と
読み出し信号23とで情報の書き込み、読み出しが行わ
れる。第2メモリ領域37は書き込み信号27と読み出
し信号26とで情報の書き込み、読み出しが行われる。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the present invention. In the figure, parts equivalent to those of the conventional configuration in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. In contrast to the conventional configuration, in this embodiment, the control means 7, the index selection circuit 8, the tag selection circuit 9,
A comparison circuit 11 is provided. Also, the tag memory circuit 12
Is composed of a first memory area 36 and a second memory area 37. In the first memory area 36, writing and reading of information are performed by the write signal 24 and the read signal 23. Information is written to and read from the second memory area 37 by the write signal 27 and the read signal 26.
【0008】次に、図1の具体的動作を説明する。ま
ず、CPU1のアドレス情報がアドレスバス14を介し
てアドレスラッチ回路4に記憶される。そのアドレスラ
ッチ回路4に記憶したアドレス情報の一部の情報18を
入力したインデックス選択回路8からの出力情報(以
降、インデックス情報21という。)がタグメモリ回路
12に入力され、その第1メモリ領域36内を検索し、
アドレス管理タグ情報27が読み出される。その読み出
されたアドレス管理タグ情報27とタグ選択回路9から
の出力情報(以降、アクセスタグ情報22という。)と
が比較回路10において比較され、その結果比較結果情
報28よりCPU1の要求データが、キャッシュデータ
メモリ回路13上に存在するか否かを判定する。Next, the specific operation of FIG. 1 will be described. First, the address information of the CPU 1 is stored in the address latch circuit 4 via the address bus 14. Output information from the index selection circuit 8 (hereinafter referred to as index information 21) to which a part of the address information 18 stored in the address latch circuit 4 is input is input to the tag memory circuit 12, and the first memory area Search in 36,
The address management tag information 27 is read. The read address management tag information 27 and the output information from the tag selection circuit 9 (hereinafter referred to as access tag information 22) are compared in the comparison circuit 10. As a result, the request data of the CPU 1 is obtained from the comparison result information 28. It is determined whether the data exists on the cache data memory circuit 13.
【0009】前記アドレス管理タグ情報27とタグ選択
回路9からのアクセスタグ情報22との比較が一致した
場合には、CPU1の要求データがキャッシュデータメ
モリ回路13上に存在するので、出力回路11からキャ
ッシュデータメモリ回路13に対し読み出し信号29と
CPU1への応答信号34とを出力する。キャッシュデ
ータメモリ回路13は、前記読み出し信号29によりC
PU1の要求データをデータバス15に出力する。一
方、応答信号34を入力されたCPU1は、データバス
15から求めるデータを受取り、動作を終了する。When the comparison between the address management tag information 27 and the access tag information 22 from the tag selection circuit 9 matches, since the requested data of the CPU 1 exists on the cache data memory circuit 13, the output circuit 11 A read signal 29 and a response signal 34 to the CPU 1 are output to the cache data memory circuit 13. The cache data memory circuit 13 outputs C
The request data of PU1 is output to data bus 15. On the other hand, the CPU 1 receiving the response signal 34 receives the data to be sought from the data bus 15 and ends the operation.
【0010】しかし、アドレス管理タグ情報27とタグ
選択回路9からのアクセスタグ情報22との比較が不一
致の結果を示した場合には、インデックス情報21によ
り指定されたアドレス管理タグ情報の位置が置き換えの
対象に選ばれ、そのアドレス管理タグ情報の位置に対応
したキャッシュデータメモリ13上に主記憶装置2から
CPU1の要求データを含む一定単位でのデータブロッ
クをシステムバス16を介し、複数回数のバスサイクル
によって書き込みが実施される。これらの動作と本発明
でのキャッシュの故障検出装置での動作とを図2及び図
3のフローチャートに示す。However, when the comparison between the address management tag information 27 and the access tag information 22 from the tag selection circuit 9 shows a result of mismatch, the position of the address management tag information specified by the index information 21 is replaced. The data block in a fixed unit including the requested data of the CPU 1 from the main storage device 2 is stored in the cache data memory 13 corresponding to the position of the address management tag information through the system bus 16 a plurality of times. Writing is performed by a cycle. These operations and the operation of the cache failure detection device according to the present invention are shown in the flowcharts of FIGS.
【0011】キャッシュデータメモリ回路13への置き
換え動作と並行して、比較回路10からの比較結果情報
28が不一致を示すことにより起動される制御手段7
は、出力回路11に対しCPU1への応答信号34の出
力を無効に固定する無効化信号30と、インデックス選
択回路8からのインデックス情報21をCPU1のアド
レス情報の一部の情報18側からカウンター回路5から
の出力情報19側へと選択する切り換え信号31とを出
力する。そして、インデックス選択回路8において、カ
ウンター回路5からの出力情報より指定されたアドレス
管理タグ情報の位置に対し、制御手段7からの第1メモ
リ領域36への読み出し信号23が出力され、読み出さ
れたアドレス管理タグ情報をタグメモリ回路12の第2
メモリ領域37に入力し、制御手段7から出力される書
き込み信号26により格納される。In parallel with the replacement operation to the cache data memory circuit 13, the control means 7 started when the comparison result information 28 from the comparison circuit 10 indicates a mismatch.
Is a counter circuit which outputs the invalidation signal 30 for fixing the output of the response signal 34 to the CPU 1 to the output circuit 11 and the index information 21 from the index selection circuit 8 to a part of the information 18 of the address information of the CPU 1 5 is output to the output information 19 side. Then, in the index selection circuit 8, a read signal 23 from the control means 7 to the first memory area 36 is output to the position of the address management tag information specified by the output information from the counter circuit 5, and the read signal is read. The address management tag information stored in the tag memory circuit 12 is stored in the second
The data is input to the memory area 37 and stored by the write signal 26 output from the control means 7.
【0012】また、タグ選択回路9において、CPU1
のアドレス情報の上位ビットの情報17側から情報発生
回路6の故障診断情報20側を選択する切り換える信号
32が制御手段7から出力される。インデックス情報2
1により指定しているタグメモリ回路12の第1メモリ
領域36の位置に対し、制御手段7からの第1メモリ領
域36への書き込み信号24によりタグ選択回路9から
のアクセスタグ情報22での書き込みを実施する。その
書き込み実施後に、書き込みを実施したタグメモリ回路
12の位置に対して、制御手段7から第1メモリ領域3
6への読み出し信号23が出力され、この第1メモリ領
域36からそのアドレス管理タグ情報が読み出される。In the tag selection circuit 9, the CPU 1
The control unit 7 outputs a switching signal 32 for selecting the failure diagnosis information 20 side of the information generating circuit 6 from the information 17 of the upper bits of the address information. Index information 2
1 writes the access tag information 22 from the tag selection circuit 9 to the position of the first memory area 36 of the tag memory circuit 12 designated by 1 by the write signal 24 from the control means 7 to the first memory area 36. Is carried out. After the execution of the writing, the control means 7 sends the first memory area 3 to the position of the tag memory circuit 12 where the writing has been executed.
6 is output, and the address management tag information is read from the first memory area 36.
【0013】読み出されたアドレス管理タグ情報27と
書き込んだアクセスタグ情報22との比較を比較回路1
0において実施し、その比較結果情報28を制御手段7
に出力する。この比較結果情報28がタグメモリ回路1
2からのアドレス管理タグ情報と書き込んだアクセスタ
グ情報とにより一致を示した場合には故障がなかったと
判断することができ、故障検出の動作は正常終了とな
る。この故障検出の動作が完了した時点で、タグメモリ
回路12の第2メモリ領域37に格納したアドレス管理
タグ情報を第1メモリ領域36に出力させるための読み
出し信号23が制御手段7から出力され、そのアドレス
管理タグ情報をタグメモリ回路の第1メモリ領域36に
対し書き込むための書き込み信号24が制御手段7から
出力され、以前にアクセスタグ情報が読み出されたと同
じタグメモリ回路12の第1メモリ領域36の位置に格
納される。A comparison circuit 1 compares the read address management tag information 27 with the written access tag information 22.
0, and the comparison result information 28 is stored in the control unit 7.
Output to The comparison result information 28 is stored in the tag memory circuit 1
If a match is indicated by the address management tag information from No. 2 and the written access tag information, it can be determined that no failure has occurred, and the failure detection operation ends normally. When the operation of the failure detection is completed, a read signal 23 for outputting the address management tag information stored in the second memory area 37 of the tag memory circuit 12 to the first memory area 36 is output from the control means 7, The write signal 24 for writing the address management tag information to the first memory area 36 of the tag memory circuit is output from the control means 7, and the first memory of the tag memory circuit 12 from which the access tag information has been read before is output. It is stored at the position of the area 36.
【0014】また、インデックス選択回路8からのイン
デックス情報21は、制御手段7から出力される切り換
え信号31によりカウンター回路5からの出力情報19
側からCPU1のアドレス情報の一部の情報18側へと
切り換わり、タグ選択回路9のアクセスタグ情報22
は、制御手段7から出力される切り換え信号32により
CPU1のアドレス情報の上位ビット側の情報17に切
り換わり、故障検出動作を終了する。この故障検出の動
作終了により制御手段7から出力回路11への無効化信
号30による解除が行われる。The index information 21 from the index selection circuit 8 is converted into the output information 19 from the counter circuit 5 by a switching signal 31 output from the control means 7.
Side to the part of the address information 18 of the CPU 1 and the access tag information 22 of the tag selection circuit 9.
Is switched to the information 17 on the upper bit side of the address information of the CPU 1 by the switching signal 32 output from the control means 7, and the failure detection operation is completed. Upon termination of the failure detection operation, the invalidation signal 30 from the control means 7 to the output circuit 11 is released.
【0015】主記憶装置2からキャッシュデータメモリ
回路13へのデータの置き換えが完了した時点で、タグ
選択回路9より出力されるアクセスタグ情報22をタグ
メモリ回路12の第1メモリ領域36の置き換え位置に
登録を実施し、CPU1に対する応答信号34を出力回
路11から出力するとともに、キャッシュデータメモリ
回路13に対しては、読み出し信号29を出力回路11
より出力する。これにより、CPU1は要求のデータを
データバス15を介して受取ることになる。ここで、前
記した出力回路11は比較回路10からの比較結果情報
28と制御手段7からの無効化信号30とを入力し、出
力情報はCPU1への応答信号34とキャッシュデータ
メモリ回路13への読み出し信号29で、無効化信号3
0により応答信号34とキャッシュデータメモリ回路へ
の読み出し信号29との出力信号を無効化している。When the replacement of data from the main storage device 2 to the cache data memory circuit 13 is completed, the access tag information 22 output from the tag selection circuit 9 is replaced with the replacement position of the first memory area 36 of the tag memory circuit 12. And a response signal 34 to the CPU 1 is output from the output circuit 11 and a read signal 29 is output to the cache data memory circuit 13 by the output circuit 11.
Output more. Thereby, the CPU 1 receives the requested data via the data bus 15. Here, the output circuit 11 receives the comparison result information 28 from the comparison circuit 10 and the invalidation signal 30 from the control means 7, and outputs the response signal 34 to the CPU 1 and the cache data memory circuit 13. With the read signal 29, the invalidation signal 3
By 0, the output signals of the response signal 34 and the read signal 29 to the cache data memory circuit are invalidated.
【0016】一方、比較回路10の比較結果情報28に
よりタグ選択回路9からのアクセスタグ情報22と読み
出されたアドレス管理タグ情報27とが一致しなかった
場合には、制御手段7から故障信号33が出力され、C
PU1に通知される。そして、置き換え動作を中止し、
インデックス選択回路8に対しては、切り換え信号31
によりCPU1のアドレス情報の一部の情報18側を選
択するとともに、タグ選択回路9に対しては、切り換え
信号32によりCPU1のアドレス情報の上位ビットの
情報17側を選択して出力させる。また、このカウンタ
ー回路5の出力情報を外部に読み出すことを実施すれ
ば、タグメモリ回路12での故障の発生した位置を検出
することも可能である。On the other hand, if the access tag information 22 from the tag selection circuit 9 does not match the read address management tag information 27 according to the comparison result information 28 of the comparison circuit 10, the control unit 7 sends a failure signal. 33 is output and C
PU1 is notified. And stop the replacement operation,
The switching signal 31 is sent to the index selection circuit 8.
And the tag selection circuit 9 selects and outputs the information 17 side of the upper bit of the address information of the CPU 1 to the tag selection circuit 9 by the switching signal 32. If the output information of the counter circuit 5 is read out to the outside, it is possible to detect the position where the failure occurs in the tag memory circuit 12.
【0017】以上の故障検出装置では、前記した故障検
出により、タグメモリ回路12のアドレス管理タグ情報
に対し、診断情報発生を書き込むことにより、故障を容
易に検出することができ、併せて比較回路10での故障
も検出することができる。ここで、故障診断情報の値を
変更したり、又は繰り返し実行することにより、1又は
0の固定故障や1から0又は0から1への遷移故障など
を検出することが可能である。また、タグメモリ回路1
2での全部が順次に故障検出テストの対象となり、アド
レス管理タグ情報に関し大変効率よく故障検出の実施が
でき、そして故障検出に必要とする時間は、主記憶装置
2からキャッシュデータメモリ回路13へのデータの置
き換え期間と並行して動作するので、特にテスト時間と
いうのが不必要になる。In the above failure detection device, the failure can be easily detected by writing the diagnostic information generation into the address management tag information of the tag memory circuit 12 by the above-described failure detection, and the comparison circuit can be easily detected. A fault at 10 can also be detected. Here, by changing or repeatedly executing the value of the failure diagnosis information, it is possible to detect a fixed failure of 1 or 0, a transition failure from 1 to 0 or 0 to 1, and the like. Also, the tag memory circuit 1
2 are sequentially subjected to the failure detection test, the failure detection can be performed very efficiently with respect to the address management tag information, and the time required for the failure detection is transferred from the main storage device 2 to the cache data memory circuit 13. Since the operation is performed in parallel with the data replacement period, the test time is not particularly necessary.
【0018】これらの関係を具体的な数値で示すと、キ
ャッシュデータメモリ回路13での1ブロックのサイズ
が32バイトとして、主記憶装置2からキャッシュデー
タメモリ回路13へのデータの転送量が2クロックサイ
クル当たり4バイトとしたなら、キャッシュデータメモ
リ回路13への置き換えに必要なクロック数は、ブロッ
クサイズ32バイトをサイクル当たりの転送量4バイト
で割った値にサイクル当たりクロック数2クロックを掛
けたもので、合計16クロックを必要とする。一方、キャ
ッシュメモリでの故障検出に必要なクロック数は、タグ
メモリ回路12の第1メモリ領域36から第2メモリ領
域37への格納に2クロック、タグメモリ回路12の第
1メモリ領域36での故障検出のために4クロック、第
二メモリ領域37から第1メモリ領域36への格納に2
クロックと、キャッシュミスヒットの発生したアドレス
情報をタグメモリ回路に格納するのに2クロックとした
場合も考慮すれば、合計10クロックを必要とする。よ
って、キャッシュデータメモリ回路13への置き換え期
間中に並行して故障検出診断を動作させる事が十分可能
である。If these relationships are shown by specific numerical values, the size of one block in the cache data memory circuit 13 is 32 bytes, and the amount of data transferred from the main storage device 2 to the cache data memory circuit 13 is 2 clocks. If 4 bytes per cycle, the number of clocks required to replace the cache data memory circuit 13 is the value obtained by dividing the block size of 32 bytes by the transfer amount per cycle of 4 bytes and multiplying the number of clocks per cycle by 2 clocks. Requires a total of 16 clocks. On the other hand, the number of clocks required for detecting a failure in the cache memory is two clocks for storing data from the first memory area 36 of the tag memory circuit 12 to the second memory area 37, and the number of clocks required for the first memory area 36 of the tag memory circuit 12 is two. 4 clocks for failure detection, 2 for storage from the second memory area 37 to the first memory area 36
A total of 10 clocks are required in consideration of the case where two clocks are used to store the clock and the address information where the cache mishit has occurred in the tag memory circuit. Therefore, it is sufficiently possible to operate the failure detection diagnosis in parallel during the replacement period with the cache data memory circuit 13.
【0019】したがって、データの置き換え期間中に、
カウンター回路5により指示されたアドレス管理タグ情
報の位置に対し、書き込みと読み出しによる故障検出を
実施することにより、タグメモリ回路12と比較回路1
0との故障検出がシステムでの動作中に実行することが
可能になり、このキャッシュメモリシステム自体の信頼
性が大きく向上することができる。また本発明で、故障
検出を行う位置でのアドレス管理タグ情報はタグメモリ
回路12の第2メモリ領域37に一時退避され、故障検
出が終わった時点でタグメモリ回路12の第1メモリ領
域36に書き戻されるので、タグメモリ回路12とキャ
ッシュデータメモリ回路13との一致性がとれて問題は
なく、故障検出による動作の中断なしに実行できる。Therefore, during the data replacement period,
By performing failure detection by writing and reading at the position of the address management tag information specified by the counter circuit 5, the tag memory circuit 12 and the comparison circuit 1
This makes it possible to execute the detection of a failure with 0 during the operation of the system, and the reliability of the cache memory system itself can be greatly improved. In the present invention, the address management tag information at the position where the failure detection is performed is temporarily saved in the second memory area 37 of the tag memory circuit 12, and is stored in the first memory area 36 of the tag memory circuit 12 when the failure detection is completed. Since the data is written back, the tag memory circuit 12 and the cache data memory circuit 13 can be consistent with each other without any problem, and can be executed without interruption of operation due to failure detection.
【0020】図4は本発明の第2の実施例のブロック図
である。この実施例は、2つの連想単位を持った場合で
のキャッシュメモリシステムであり、2つのタグメモリ
回路12a,12bと、これら2つのタグメモリ回路1
2a,12bに対応した2つのキャッシュデータメモリ
回路13a,13bとを備える点が前記実施例とは相違
している。なお、タグメモリ回路12a,12bには、
それぞれ第1メモリ領域36a,36bと、第2メモリ
領域37a,37bとが設けられる。FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of the present invention. This embodiment is a cache memory system having two associative units, and has two tag memory circuits 12a and 12b and two tag memory circuits 1a and 12b.
This embodiment differs from the above embodiment in that two cache data memory circuits 13a and 13b corresponding to 2a and 12b are provided. Note that the tag memory circuits 12a and 12b include:
First memory areas 36a and 36b and second memory areas 37a and 37b are provided, respectively.
【0021】この実施例の基本的動作は、前記第1実施
例と同じ動作であるが、2つの連想単位を有するので、
アドレス情報によるタグメモリ回路12a,12bを検
索し、その比較結果とともに不一致が発生したときに
は、2つの連想単位のタグメモリ回路12a,12bの
内、どちらかが置き換えの対象として選択されるが、本
発明の故障検出の場合には、2つの連想単位に対して同
時にタグメモリ回路12a,12bの第1メモリ領域3
6a,36bから第2メモリ領域37a,37bに格納
するとともに、故障診断情報による書き込みと読み出し
を同時にすることが可能であるので、同時に故障診断の
判定を実施することが可能である。これにより、全ての
タグメモリ回路12a,12bをチェックするために
は、1連想単位分の個数を実施すればよく大変効率的で
ある。The basic operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment, but has two associative units.
When the tag memory circuits 12a and 12b are searched based on the address information, and a mismatch occurs along with the comparison result, one of the two associative unit tag memory circuits 12a and 12b is selected as a replacement target. In the case of the fault detection of the present invention, the first memory area 3 of the tag memory circuits 12a and 12b is simultaneously used for two associative units.
Since it is possible to store data in the second memory areas 37a and 37b from the memory cells 6a and 36b and to simultaneously perform writing and reading based on the failure diagnosis information, it is possible to determine failure diagnosis at the same time. As a result, in order to check all the tag memory circuits 12a and 12b, it is only necessary to implement the number corresponding to one associative unit, which is very efficient.
【0022】この実施例の場合は、2つの連想単位のキ
ャッシュメモリ構成とすることによりアドレス管理タグ
情報を格納する自由度が増加するので、キャッシュメモ
リシステムでのヒット率がより大きく向上することが可
能であるが、一方、より複雑な構造になるので信頼性の
必要が特に問題となるが、本発明により高い信頼性を得
ることが可能である。In the case of this embodiment, since the degree of freedom for storing the address management tag information is increased by using a cache memory configuration of two associative units, the hit rate in the cache memory system can be further improved. Although it is possible, on the other hand, the need for reliability is particularly problematic due to the more complex structure, but high reliability can be obtained with the present invention.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、キャッシ
ュメモリシステムにおいて、CPUのアドレス情報によ
りタグメモリ回路の内部を検索し、その比較結果、一致
したアドレス管理情報が存在しなかったときに、カウン
ター回路により示された位置に対し、タグメモリ回路の
第2メモリ領域にアドレス管理タグ情報の一時格納を実
行し、情報発生回路からの故障診断情報による書き込み
と読み出しとを実施して、読み出した故障診断情報との
比較結果により、キャッシュのタグメモリ回路での故障
と比較回路の故障とを容易に検出するもので、この動作
は、通常のキャッシュ動作を切り離して実施する必要な
く、動作中に実行することができる。また、故障診断実
施後には、一時格納していたタグメモリ回路の第2メモ
リ領域からアドレス管理タグ情報をタグメモリ回路の第
1メモリ領域の前位置に再書き込みを行うことにより、
その後のタグメモリ回路とキャッシュデータメモリ回路
との一致性の対応が取れ、動作を中断することなく実行
することができる。更に、タグメモリ回路において、第
1メモリ領域と第2メモリ領域と同じセル構成になって
いるので、故障検出のための回路規模が小さくできる。As described above, according to the present invention, in the cache memory system, when the inside of the tag memory circuit is searched by the address information of the CPU and the comparison result indicates that no matching address management information exists, At the position indicated by the counter circuit, the address management tag information is temporarily stored in the second memory area of the tag memory circuit, and the writing and reading based on the failure diagnosis information from the information generating circuit are performed and read. Based on the result of comparison with the failure diagnosis information, it is easy to detect a failure in the cache tag memory circuit and a failure in the comparison circuit.This operation does not need to be performed separately from the normal cache operation. Can be performed. Further, after the failure diagnosis is performed, the address management tag information is rewritten from the temporarily stored second memory area of the tag memory circuit to a position before the first memory area of the tag memory circuit, whereby
Correspondence between the tag memory circuit and the cache data memory circuit thereafter can be established, and the operation can be performed without interrupting the operation. Further, since the tag memory circuit has the same cell configuration as the first memory area and the second memory area, the circuit scale for failure detection can be reduced.
【0024】したがって、キャッシュミスヒットによる
置き換えがタグメモリ回路のアドレス管理タグ情報の個
数分発生した場合には、タグメモリ回路の全てに渡って
平等に実施することが可能である。また、複数の連想単
位を有するキャッシュシステムでは、同時に各連想単位
において故障検出を行うことができるので、1連想単位
でのアドレス管理タグ情報の個数分に実施することによ
り、すべてのタグメモリ回路に関して故障検出を実施が
可能である。以上より、タグメモリ回路に対しキャッシ
ュミスヒット期間中において、順次に故障検出を実施す
るので大変効率のよい故障検出となり、高い信頼性を容
易に得ることが可能である。また、この故障検出の動作
は、主記憶装置からキャッシュデータメモリ回路へのデ
ータの置き換え動作と並行して動作するので、特に故障
検出するための時間が不必要である。よって、キャッシ
ュメモリシステム構成する上での信頼性の向上に大いに
寄与することが可能である。Therefore, when replacement by cache mishit occurs for the number of address management tag information in the tag memory circuit, it is possible to carry out the replacement equally over all of the tag memory circuits. In a cache system having a plurality of associative units, faults can be detected in each of the associative units at the same time. Fault detection can be performed. As described above, since the failure detection is sequentially performed during the cache mishit period for the tag memory circuit, the failure detection becomes very efficient, and high reliability can be easily obtained. In addition, since this failure detection operation is performed in parallel with the data replacement operation from the main storage device to the cache data memory circuit, no time is particularly required for failure detection. Therefore, it is possible to greatly contribute to improvement in reliability in configuring a cache memory system.
【図1】本発明の第1実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の動作を示すフローチャートのその1であ
る。FIG. 2 is a first flowchart illustrating the operation of FIG. 1;
【図3】図1の動作を示すフローチャートのその2であ
る。FIG. 3 is a second flowchart illustrating the operation of FIG. 1;
【図4】本発明の第2実施例のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a second embodiment of the present invention.
【図5】従来装置の一例のブロック図である。FIG. 5 is a block diagram of an example of a conventional device.
1 CPU 2 主記憶装置 3 入出力装置 4 アドレスラッチ回路 5 カウンター回路 6 情報発生回路 7 制御手段 8 インデックス選択回路 9 タグ選択回路 10 比較回路 11 出力回路 12,12a,12b タグメモリ回路 13,13a,13b キャッシュデータメモリ回路 14 アドレスバス 15 データバス 16 システムバス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CPU 2 Main storage device 3 I / O device 4 Address latch circuit 5 Counter circuit 6 Information generation circuit 7 Control means 8 Index selection circuit 9 Tag selection circuit 10 Comparison circuit 11 Output circuit 12, 12a, 12b Tag memory circuit 13, 13a, 13b cache data memory circuit 14 address bus 15 data bus 16 system bus
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06F 12/16 G06F 11/22 350 G06F 12/08──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G06F 12/16 G06F 11/22 350 G06F 12/08
Claims (1)
障診断情報を出力する情報発生回路と、故障診断の実施
位置の情報を出力するカウンター回路と、CPUのアド
レス情報の上位ビットの情報と前記情報発生回路からの
故障診断情報とを入力するタグ選択回路と、CPUのア
ドレス情報の一部の情報と前記カウンター回路からの出
力情報とを入力するインデックス選択回路と、前記タグ
選択回路からの出力情報をアドレス管理タグ情報として
格納しかつこれを取り出して一時格納した上で再度格納
するタグメモリ回路と、前記タグ選択回路の出力情報と
前記タグメモリ回路から取り出されるアドレス管理タグ
情報とを入力する比較回路と、前記比較回路の結果情報
を入力し、CPUへの応答信号を伝達する出力回路と、
制御手段とを備え、前記タグメモリ回路は、前記タグ選
択回路からの出力情報をアドレス管理タグ情報として格
納し、格納したアドレス管理タグ情報を取り出す第1メ
モリ領域と、前記第1メモリ領域に格納されたアドレス
管理タグ情報を一時格納し、一時格納したアドレス管理
タグ情報を前記第1メモリ領域に再格納する第2メモリ
領域とから構成され、前記制御手段は、キャッシュメモ
リでのミスヒットにより主記憶装置からキャッシュデー
タメモリ回路へデータの置き換え発生時に、前記比較回
路からの結果情報を入力とし、インデックス選択回路へ
の切り換え信号,タグ選択回路への切り換え信号,タグ
メモリ回路の第1メモリ領域への読み出し信号,タグメ
モリ回路の第1メモリ領域への書き込み信号,タグメモ
リ回路の第2メモリ領域への読み出し信号,タグメモリ
回路の第2メモリ領域への書き込み信号,カウンター回
路への制御信号,出力回路への無効化信号,及びCPU
への故障信号を出力することを特徴とするキャッシュメ
モリの故障検出装置。1. A cache memory system, comprising: an information generation circuit for outputting failure diagnosis information; a counter circuit for outputting information on a position where a failure diagnosis is to be performed; A tag selection circuit for inputting the failure diagnosis information of the above, an index selection circuit for inputting a part of the address information of the CPU and the output information from the counter circuit, and address management of the output information from the tag selection circuit A tag memory circuit that stores the tag information and takes it out, temporarily stores it, and stores it again; a comparison circuit that inputs the output information of the tag selection circuit and the address management tag information extracted from the tag memory circuit; An output circuit for receiving the result information of the comparison circuit and transmitting a response signal to the CPU;
Control means, wherein the tag memory circuit stores output information from the tag selection circuit as address management tag information, and retrieves the stored address management tag information, and stores the information in the first memory area. And a second memory area for temporarily storing the temporarily stored address management tag information in the first memory area. At the time of data replacement from the storage device to the cache data memory circuit, the result information from the comparison circuit is input, and the switching signal to the index selection circuit, the switching signal to the tag selection circuit, and the first memory area of the tag memory circuit Read signal, a write signal to the first memory area of the tag memory circuit, and a second memo of the tag memory circuit. Read signal to the region, a second write signal to the memory area of the tag memory circuit, a control signal, disabling signal to the output circuit to the counter circuit, and a CPU
A failure signal for outputting a failure signal to a cache memory.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4309423A JP2821326B2 (en) | 1992-10-24 | 1992-10-24 | Cache memory failure detection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4309423A JP2821326B2 (en) | 1992-10-24 | 1992-10-24 | Cache memory failure detection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06139156A JPH06139156A (en) | 1994-05-20 |
JP2821326B2 true JP2821326B2 (en) | 1998-11-05 |
Family
ID=17992830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4309423A Expired - Lifetime JP2821326B2 (en) | 1992-10-24 | 1992-10-24 | Cache memory failure detection device |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2821326B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5088042B2 (en) * | 2007-08-17 | 2012-12-05 | 富士通株式会社 | Cash tag test method |
-
1992
- 1992-10-24 JP JP4309423A patent/JP2821326B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06139156A (en) | 1994-05-20 |
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