JP3136681B2 - Data processing device - Google Patents

Data processing device

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JP3136681B2
JP3136681B2 JP03223252A JP22325291A JP3136681B2 JP 3136681 B2 JP3136681 B2 JP 3136681B2 JP 03223252 A JP03223252 A JP 03223252A JP 22325291 A JP22325291 A JP 22325291A JP 3136681 B2 JP3136681 B2 JP 3136681B2
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main memory
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はデータ処理装置に関し、
特にキャッシュシステムを有するデータ処理装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data processing device,
In particular, the present invention relates to a data processing device having a cache system.

【0002】[0002]

【従来の技術】データ処理装置の高速化への要求は近年
ますます高まっている。そのための一手段としてキャッ
シュシステムが用いられている。
2. Description of the Related Art In recent years, demands for high-speed data processing apparatuses have been increasing. A cache system is used as one means for that.

【0003】キャッシュシステムはキャッシュメモリを
備えており、同メモリにメインメモリ内の命令および/
又はデータの一部をコピーしている。マイクロプロセッ
サからメインメモリに対するアクセスが発行されると、
キャッシュシステムは同アクセスにもとづくデータがキ
ャッシュメモリにストアされているかどうかを検出し、
ストアされていると検出すると(すなわち、キャッシュ
ヒットすると)、キャッシュメモリからマイクロプロセ
ッサにデータを転送する。一方、ストアされていないと
検出すると(すなわち、キャッシュミスヒットする
と)、キャッシュシステムはメインメモリから必要なデ
ータを読み出しマイクロプロセッサに転送するととも
に、次のアクセス要求に備えて同データをキャッシュメ
モリにストアする。
[0003] The cache system has a cache memory, in which instructions and / or instructions in the main memory are stored.
Or a part of data is copied. When an access to the main memory is issued from the microprocessor,
The cache system detects whether the data based on the access is stored in the cache memory,
When it is detected that the data is stored (that is, when a cache hit occurs), the data is transferred from the cache memory to the microprocessor. On the other hand, if the cache system detects that the data is not stored (that is, if a cache miss occurs), the cache system reads necessary data from the main memory and transfers it to the microprocessor, and stores the data in the cache memory in preparation for the next access request. I do.

【0004】このように、キャッシュシステムは、メイ
ンメモリにダイナミックメモリ(DRAM)のようなア
クセススピードが遅いメモリを用いたデータ処理装置に
対しその処理スピードの高速化を実現するための有効な
手段の一つである。
As described above, the cache system is an effective means for realizing a high processing speed for a data processing device using a memory having a low access speed such as a dynamic memory (DRAM) as a main memory. One.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】DRAMのアクセスス
ピードは全く連続性のないアドレスに対するものであれ
ば確かに遅い。しかしながら、連続するアドレスに対す
るアクセスでは、2回目からのアクセスに高速ページモ
ードやスタティックカラムモードと呼ばれる高速アクセ
スモードを使用することができ、高速にデータをアクセ
スできる。高速アクセスモードによるアクセススピード
はキャッシュメモリのアクセススピードと同等である。
The access speed of a DRAM is certainly slow if it is for an address having no continuity. However, in accesses to consecutive addresses, a high-speed access mode called a high-speed page mode or a static column mode can be used for the second access, and data can be accessed at high speed. The access speed in the high-speed access mode is equal to the access speed of the cache memory.

【0006】ところが、従来のキャッシュシステムを用
いたデータ処理装置では、DRAMの上述した高速アク
セスモードを有効に使用していない。すなわち、マイク
ロプロセッサがアクセスするアドレスの連続性が高いに
もかかわらず、DRAMの高速アクセスモードが使える
データに対してもキャッシュメモリに登録している。こ
れは、記憶容量が小さいキャッシュメモリを有効に使用
していないことを意味している。
However, the data processing device using the conventional cache system does not effectively use the above-described high-speed access mode of the DRAM. That is, data which can be used in the high-speed access mode of the DRAM despite the high continuity of addresses accessed by the microprocessor is registered in the cache memory. This means that a cache memory having a small storage capacity is not effectively used.

【0007】したがって、本発明の目的は改良されたキ
ャッシュシステムを備えるデータ処理装置を提供するこ
とにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a data processing device having an improved cache system.

【0008】本発明の他の目的は、キャッシュメモリを
効率よく使用できるキャッシュシステムを有するデータ
処理装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a data processing device having a cache system that can use a cache memory efficiently.

【0009】本発明のさらに他の目的は、DRAMをメ
インメモリとして使用してDRAMの高速アクセスモー
ドを有効に利用してキャッシュメモリの使用効率を高め
たデータ処理装置を提供することにある。
It is still another object of the present invention to provide a data processing apparatus which uses a DRAM as a main memory, effectively utilizes a high-speed access mode of the DRAM, and increases the use efficiency of a cache memory.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】 本発明によるデータ処
理装置は、高速アクセスモードを有するメインメモリ
と、このメモリに対するアクセス要求を発行するマイク
ロプロセッサと、マイクロプロセッサから発行されたア
クセス要求のアドレスが前回発行されたアクセス要求の
アドレスと連続するかどうか検出して高速アクセスモ
ードを使用できるかどうかを示すブロック先頭信号を発
生するアクセスサイクル識別手段と、キャッシュメモリ
と、上記マイクロプロセッサからのアクセス要求に応答
して、上記ブロック先頭信号が高速アクセスモードを使
用できないことを示す場合において、キャッシュヒット
にもとづき上記キャッシュメモリからデータをマイクロ
プロセッサに転送するとともにメインメモリに対する高
速アクセスモードを準備し、一方キャッシュミスヒット
にもとづき上記メインメモリからデータをマイクロプロ
セッサに転送するとともにキャッシュメモリに登録し、
上記ブロック先頭信号が高速アクセスモードを使用でき
ることを示す場合は、メインメモリから高速アクセスモ
ードによりデータをマイクロプロセッサに転送する制御
手段とを備えている。
According to the present invention, there is provided a data processing apparatus comprising: a main memory having a high-speed access mode; a microprocessor for issuing an access request to the memory; High-speed access mode is detected by detecting whether the address is
An access cycle identifying means for generating a block head signal indicating whether or not the block head can be used ; a cache memory; and the block head signal using a high-speed access mode in response to an access request from the microprocessor.
In the case where the data cannot be used, the data is transferred from the cache memory to the microprocessor based on the cache hit and the high-speed access mode to the main memory is prepared, while the data is transferred from the main memory to the microprocessor based on the cache miss. And register it in the cache memory,
The above block start signal can use the high-speed access mode.
Control means for transferring data from the main memory to the microprocessor in the high-speed access mode.

【0011】かくして、マイクロプロセッサからのアク
セス要求によるアドレスが連続する場合は同要求にもと
づいてデータはメインメモリから高速アクセスモードで
転送され、キャッシュメモリに登録する必要がなくなる
ので、その分記憶容量が小さなキャッシュメモリを有効
に使用することができる。
Thus, when the addresses by the access request from the microprocessor are consecutive, the data is transferred from the main memory in the high-speed access mode based on the request, and there is no need to register the data in the cache memory. A small cache memory can be used effectively.

【0012】上記アクセスサイクル識別手段はマイクロ
プロセッサの中にシングルチップとして内蔵してもよ
い。さらには、上記キャッシュメモリおよび上記制御手
段もマイクロプロセッサの中に内蔵することもできる。
The access cycle identification means may be built in a microprocessor as a single chip. Further, the cache memory and the control means may be built in the microprocessor.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明の実施例につき図面を用いて詳
述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の一実施例を示すブロック図
である。本データ処理装置はマイクロプロセッサ10
1、アクセスサイクル識別回路100、キャッシュシス
テム302、DRAMで構成されたメインメモリ30
4、および双方向バッファ203を有する。マイクロプ
ロセッサから出力されるアドレス情報およびコントロー
ル信号情報はシステムアドレス/コントロールバス10
2を介して識別回路100およびキャッシュシステム3
02に供給される。コントロール信号情報の中には、バ
スサイクルが起動されていることをロウレベルで示すB
CY信号、アクセス対象がメインメモリ304であるこ
とをロウレベルで示すMRQ信号、およびデータをリー
ドするかライトするかをそれぞれハイおよびロウレベル
で示すR/W信号を含む。クロック信号107がマイク
ロプロセッサ101およびキャッシュシステム302に
供給されている。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. The data processing device is a microprocessor 10
1. Access cycle identification circuit 100, cache system 302, main memory 30 composed of DRAM
4 and a bidirectional buffer 203. Address information and control signal information output from the microprocessor are stored in a system address / control bus 10.
2, the identification circuit 100 and the cache system 3
02. In the control signal information, B indicating at low level that the bus cycle is activated is included.
It includes a CY signal, an MRQ signal indicating that the access target is the main memory 304 at a low level, and an R / W signal indicating whether data is read or written at a high level and a low level, respectively. A clock signal 107 is supplied to the microprocessor 101 and the cache system 302.

【0015】キャッシュシステム302はキャッシュメ
モリ303を有し、マイクロプロセッサ101からのア
クセス情報とアクセスサイクル識別回路100からのブ
ロック先頭信号14とにもとづき、プロセッサ1が要求
するデータをキャッシュメモリ303から読み出すかメ
インメモリ304から読み出すかを制御する。キャッシ
ュメモリ303から読み出されたデータはシステムデー
タバス408を介してマイクロプロセッサ1に供給され
る。このとき、バッファイネーブル(BUFEN)信号
406をインアクティブのハイレベルにしてバッファを
非活性する。一方、メインメモリ304へのアクセス
は、ロウアドレスストローブ(RAS)信号401、カ
ラムアドレスストローブ(CAS)信号404、ライト
イネーブル(WE)信号404、出力イネーブル(O
E)信号405およびアドレスバス407を用いて実行
され、メモリ304から読み出されたデータはメモリデ
ータバス409、ロウレベルのBUFEN信号406に
よって活性化されたバッファ203、およびシステムデ
ータバス408を介してプロセッサ101に転送され
る。
The cache system 302 has a cache memory 303, and reads data requested by the processor 1 from the cache memory 303 based on access information from the microprocessor 101 and a block head signal 14 from the access cycle identification circuit 100. It controls whether to read from the main memory 304. Data read from the cache memory 303 is supplied to the microprocessor 1 via the system data bus 408. At this time, the buffer enable (BUFEN) signal 406 is set to the inactive high level to deactivate the buffer. On the other hand, access to the main memory 304 includes a row address strobe (RAS) signal 401, a column address strobe (CAS) signal 404, a write enable (WE) signal 404, and an output enable (O).
E) The data read from the memory 304 is executed by using the signal 405 and the address bus 407, and the data is read out from the processor via the memory data bus 409, the buffer 203 activated by the low-level BUFEN signal 406, and the system data bus 408. It is transferred to 101.

【0016】図2を参照すると、アクセスサイクル識別
回路100は、前アドレスレジスタ131、アドレス比
較器133、二つのディレイ回路201,203、およ
びフリップフロップ202を有し、システムアドレス/
コントロールバス102からのアドレス情報、MRQ信
号104、R/W信号105およびBCY信号103と
ともに図示のように接続されている。この回路100に
供給されるアドレス情報は、マイクロプロセッサ101
からのアクセスアドレスのうち、メインメモリ304の
高速アクセスモードを使ってアクセスできデータの数、
すなわち1ブロックのデータの数に応じたビット数だけ
下位側のビットが除かれた残りの上位のアドレスビット
が供給される。例えば、1ブロックのデータ数が8とす
ると、最下位ビットを含む下位の3ビットを除いた残り
のアドレスが供給される。このアドレス情報は前アドレ
スレジスタ131に供給されるとともに比較器133の
一方の入力に供給される。比較器133の他方の入力に
は前アドレスレジスタ131の出力が供給される。比較
器133はMRQ信号104がアクティブロウでかつR
/W信号105がハイ(すなわち、データリードモー
ド)のときに活性化されて両入力を比較し、一致する
(すなわち、前回のアクセスによるデータと今回のアク
セスによるデータとが同一のブロック内に存在する)と
その出力をハイレベルにする。比較器133の出力は、
BCY信号のディレイ回路201による遅延信号により
フリップフロップ202に取り込まれる。その反転出力
がブロック先頭信号14として取り出される。ディレイ
回路201はディレイ回路203によってさらに遅延さ
れ、その遅延信号とMRQ信号104のアクティブロウ
により前アドレスレジスタ131はバス102からのア
ドレス情報を取り込む。
Referring to FIG. 2, the access cycle identification circuit 100 has a previous address register 131, an address comparator 133, two delay circuits 201 and 203, and a flip-flop 202,
It is connected as shown in the figure together with the address information from the control bus 102, the MRQ signal 104, the R / W signal 105 and the BCY signal 103. The address information supplied to the circuit 100 includes a microprocessor 101
Out of the access addresses from the number of data that can be accessed using the high-speed access mode of the main memory 304,
That is, the remaining upper address bits are supplied by removing the lower bits by the number of bits corresponding to the number of data in one block. For example, assuming that the number of data in one block is 8, the remaining addresses except the lower 3 bits including the least significant bit are supplied. This address information is supplied to the previous address register 131 and to one input of the comparator 133. The other input of the comparator 133 is supplied with the output of the previous address register 131. Comparator 133 determines that MRQ signal 104 is active low and R
Activated when the / W signal 105 is high (ie, data read mode), the two inputs are compared, and they match (ie, data from the previous access and data from the current access exist in the same block). ) And set its output to high level. The output of the comparator 133 is
The BCY signal is taken into the flip-flop 202 by a delay signal from the delay circuit 201. The inverted output is extracted as a block head signal 14. The delay circuit 201 is further delayed by the delay circuit 203, and the previous address register 131 takes in address information from the bus 102 by the delay signal and the active low of the MRQ signal 104.

【0017】したがって、本アクセスサイクル識別回路
100は図3のタイミングに従って動作する。なお、本
実施例のマイクロプロセッサ101はT1乃至T4の4
ステートで1バスサイクルを実行する。すなわち、メイ
ンメモリ304へのデータリードアクセスにおいてマイ
クロプロセッサはT1ステータの開始とともにそれぞれ
ロウレベル、ロウレベルおよびハイレベルのBCY信号
103、MRQ信号104およびR/W信号105とア
ドレス情報とを出力し始める。これら信号のレベルはT
1ステートのほぼ中間で確定する。確定すると、アドレ
ス比較器133から比較出力が発生される。両アドレス
が一致のときは実線のようにハイレベルとなり、不一致
のときは点線のようにロウレベルとなる。ディレイ回路
201はその後、遅延されたBCY信号を出力し、比較
出力はフリップフロップ202にラッチされる。その
後、ディレイ回路203からロウアクティブの信号が出
力され、現在のアクセスアドレス情報は前アドレスレジ
スタ131に取り込まれる。アドレス比較器133の出
力はそれによってたとえロウレベルを出力していてもハ
イレベルになるが、フリップフロップ202の状態はか
わらない。
Therefore, the access cycle identification circuit 100 operates according to the timing shown in FIG. Note that the microprocessor 101 of the present embodiment has four of T1 to T4.
One bus cycle is executed in the state. That is, in the data read access to the main memory 304, the microprocessor starts outputting the low-level, low-level and high-level BCY signal 103, MRQ signal 104, and R / W signal 105 and address information at the start of the T1 stator, respectively. The level of these signals is T
It is determined almost in the middle of one state. When it is determined, a comparison output is generated from the address comparator 133. When both addresses match, the level is high as indicated by the solid line, and when they do not match, the level is low as indicated by the dotted line. The delay circuit 201 then outputs the delayed BCY signal, and the comparison output is latched by the flip-flop 202. After that, a low active signal is output from the delay circuit 203, and the current access address information is taken into the previous address register 131. As a result, the output of the address comparator 133 goes high even if it outputs a low level, but the state of the flip-flop 202 does not change.

【0018】図4を参照すると、キャッシュシステム3
02は、キャッシュメモリ303を制御するキャッシュ
メモリコントローラ306と、メインメモリ304を制
御するメインメモリコントローラ305と、両コントロ
ーラからのレディ信号501,502にもとづきマイク
ロプロセッサ101へのデータレディ(READY)信
号106を生成するANDゲート503とを有する。ブ
ロック先頭信号14は両コントローラ306,305に
供給される。キャッシュメモリコントローラ306から
のキャッシュヒット信号504、キャッシュミスヒット
信号505はメインメモリコントローラ305に供給さ
れて、プロセッサ101が要求するデータがキャッシュ
メモリ303にストアされているか否かが知られる。バ
ッファ203(図1)に対するBUFEN信号406は
メインメモリコントローラ305が出力する。 以下、
図1乃至図4さらには図5のタイミングチャートを用い
て動作につき説明する。
Referring to FIG. 4, the cache system 3
02 denotes a cache memory controller 306 for controlling the cache memory 303, a main memory controller 305 for controlling the main memory 304, and a data ready (READY) signal 106 to the microprocessor 101 based on ready signals 501 and 502 from both controllers. And an AND gate 503 that generates The block head signal 14 is supplied to both controllers 306 and 305. The cache hit signal 504 and the cache mishit signal 505 from the cache memory controller 306 are supplied to the main memory controller 305, and it is known whether or not the data requested by the processor 101 is stored in the cache memory 303. The BUFEN signal 406 for the buffer 203 (FIG. 1) is output by the main memory controller 305. Less than,
The operation will be described with reference to the timing charts of FIGS. 1 to 4 and FIG.

【0019】マイクロプロセッサ101がメインメモリ
304に対するデータリードバスサイクルAを起動する
と、前述のとおりアクセスサイクル識別回路100は同
サイクルAでのアドレス情報とその前に実行されたアク
セスでのアドレスとを比較する。これらのアドレスが不
一致、すなわち、メインメモリ304の高速アクセスモ
ードとしての高速ページモードを使用できないブロック
へのアクセスであったとすると、識別回路100はハイ
レベルのブロック先頭信号14を発生する。これによっ
て、キャッシュメモリコントローラ306は活性化さ
れ、本バスサイクルAで要求されたデータがキャッシュ
メモリ303に登録されているかどうか検出する。登録
されているとすると、コントローラ306はキャッシュ
HIT信号504をアクティブハイレベルとするととも
に、キャッシュREADY信号501、したがってデー
タREADY信号106をT3ステートでアクティブロ
ウレベルにしながらキャッシュメモリ303からその要
求されたデータ303を読み出す。当該データはシステ
ムデータバス408を介してマイクロプロセッサ101
に転送される。
When the microprocessor 101 activates the data read bus cycle A for the main memory 304, the access cycle identification circuit 100 compares the address information in the cycle A with the address in the access executed before as described above. I do. If these addresses do not match, that is, if the access is to a block in which the high-speed page mode as the high-speed access mode of the main memory 304 cannot be used, the identification circuit 100 generates a high-level block head signal 14. As a result, the cache memory controller 306 is activated, and detects whether the data requested in the bus cycle A is registered in the cache memory 303. If it is registered, the controller 306 sets the cache HIT signal 504 to the active high level, and sets the cache READY signal 501, and thus the data READY signal 106, to the active low level in the T3 state, while the cache memory 303 requests the requested data 303 from the cache memory 303. Is read. The data is transferred to the microprocessor 101 via the system data bus 408.
Is forwarded to

【0020】一方、メインメモリコントローラ305の
方では、キャッシュミスヒットに備えて、メインメモリ
304に対するデータリード動作を起動する。すなわ
ち、メインメモリアドレスバス407にロウアドレスを
出力しながらRAS信号401をアクティブロウにし、
その後バス407にカラムアドレスを出力しながらCA
S信号402をアクティブロウにする。WE信号404
およびOE信号はそれぞれハイ、ロウレベルにする。か
かるデータリード動作の最中にアクティブハイのキャッ
シュヒット信号504を受けるので、コントローラ30
5はBUFEN信号406をハイレベルに保持しバッフ
ァ203を非活性化しておく。
On the other hand, the main memory controller 305 starts a data read operation for the main memory 304 in preparation for a cache miss. That is, the RAS signal 401 is made active low while outputting a row address to the main memory address bus 407,
After that, while outputting the column address to the bus 407, CA
The S signal 402 is set to active low. WE signal 404
And OE signals are set to high and low levels, respectively. Since the active high cache hit signal 504 is received during the data read operation, the controller 30
5 holds the BUFEN signal 406 at a high level and deactivates the buffer 203.

【0021】かくして、メモリリードバスサイクルAで
のデータがキャッシュメモリ303からマイクロプロセ
ッサ101に転送されるわけであるが、メインメモリコ
ントローラ305は、バスサイクルAの次のバスサイク
ルがメインメモリであってかつサイクルAでのデータと
同一ブロック内の他のデータがアクセスされることに備
えて、RAS信号401はアクティブロウレベルのまま
に保持し、CAS信号のみをハイレベルにリセットす
る。
Thus, the data in the memory read bus cycle A is transferred from the cache memory 303 to the microprocessor 101. The main memory controller 305 determines that the bus cycle following the bus cycle A is the main memory. In addition, in preparation for accessing other data in the same block as the data in the cycle A, the RAS signal 401 is kept at the active low level, and only the CAS signal is reset to the high level.

【0022】マイクロプロセッサ101は次のメモリリ
ードバスサイクルBを起動し、同サイクルBでのデータ
が前のサイクルAでのデータと同一ブロック内に存在す
るものとする。すると、アクセスサイクル識別回路10
0は今後はロウレベルのブロック先頭信号14を出力す
る。
The microprocessor 101 activates the next memory read bus cycle B, and it is assumed that the data in the same cycle B exists in the same block as the data in the previous cycle A. Then, the access cycle identification circuit 10
0 outputs a low-level block head signal 14 in the future.

【0023】これによって、キャッシュコントローラ3
06は非活性化状態となる。
Thus, the cache controller 3
06 is in an inactive state.

【0024】一方、メインコントローラ305はロウレ
ベルの信号14により本バスサイクルBでのデータが前
バスサイクルAでのデータと同一ブロック内に存在して
いることを知る。したがって、システムバス102を介
して供給されるアドレス情報にもとづき、かつメインメ
モリ304はすでに高速ページモード状態にあるので、
カラムアドレスを出力しながらCAS信号402をアク
ティブロウにする。勿論、OE信号405およびBUF
EN信号406もアクティブロウにする。高速ページモ
ードによりメインメモリ304からは目的とするデータ
が直ちに読み出されるので、キャッシュコントローラ3
06がキャッシュメモリ303からデータを読み出すと
きと同様に、メインメモリREADY信号502、した
がってデータREADY信号106をバスサイクルBの
ステートT3でアクティブロウにする。その結果、キャ
ッシュメモリ303と同一のアクセススピードでメイン
メモリ304から目的のデータがマイクロプロセッサ1
01に転送される。当該データは、キャッシュコントロ
ーラ306は非活性状態にあるので、キャッシュメモリ
303には登録されない。
On the other hand, the main controller 305 knows from the low level signal 14 that the data in the present bus cycle B exists in the same block as the data in the previous bus cycle A. Therefore, based on the address information supplied via the system bus 102 and since the main memory 304 is already in the high-speed page mode,
The CAS signal 402 is set to active low while outputting the column address. Of course, OE signal 405 and BUF
The EN signal 406 is also made active low. Since the target data is immediately read from the main memory 304 in the high-speed page mode, the cache controller 3
As in the case of reading data from the cache memory 303, the main memory READY signal 502, that is, the data READY signal 106 is made active low in the state T3 of the bus cycle B. As a result, the target data is transferred from the main memory 304 to the microprocessor 1 at the same access speed as the cache memory 303.
01. The data is not registered in the cache memory 303 because the cache controller 306 is in an inactive state.

【0025】バスサイクルBの次のメモリリードバスサ
イクルCでのデータも同一ブロック内にあるものとする
と、上述のとおり、高速ページモードによりメインメモ
リ304からマイクロプロセッサ101に転送される。
Assuming that the data in the memory read bus cycle C following the bus cycle B is also in the same block, the data is transferred from the main memory 304 to the microprocessor 101 in the high-speed page mode as described above.

【0026】次のメモリリードバスサイクルDでのデー
タが異なるブロックにあるとすると、バスサイクルAと
同様に、キャッシュコントローラ306はそのデータが
キャッシュメモリ302に登録されているかどうかチェ
ックする。一方、メインメモリコントローラ305はキ
ャッシュミスヒットに備えてロウアドレスおよびカラム
アドレスをメインメモリ304に供給する。キャッシュ
ミスヒットが生じたとすると、キャッシュコントローラ
306はミスHIT信号505をアクティブハイにし、
メインメモリコントローラ305に制御を移行する。
Assuming that the data in the next memory read bus cycle D is in a different block, the cache controller 306 checks whether the data is registered in the cache memory 302, as in the bus cycle A. On the other hand, the main memory controller 305 supplies a row address and a column address to the main memory 304 in preparation for a cache mishit. If a cache miss occurs, the cache controller 306 sets the miss HIT signal 505 to active high,
The control is shifted to the main memory controller 305.

【0027】メインメモリコントローラ305では、本
データリード動作は通常の低速なアクセスであるため、
ステートT3ではREADY信号502、したがって1
06をハイレベルに保持している。すなわち、マイクロ
プロセッサ101に対しウェイトステートTWを要求す
る。ステートT3中に目的とするデータが準備されるの
で、BUFEN信号406およびREADY信号502
(106)を順次アクティブロウレベルにして、メイン
メモリ304からのデータをバス409、バッファ20
3およびバス408を介してマイクロプロセッサ101
に転送する。
In the main memory controller 305, since this data read operation is a normal low-speed access,
In state T3, READY signal 502, and thus 1
06 is held at a high level. That is, the wait state TW is requested to the microprocessor 101. Since the target data is prepared during the state T3, the BUFEN signal 406 and the READY signal 502
(106) are sequentially set to the active low level, and data from the main memory 304 is transferred to the bus 409 and the buffer 20.
3 and the microprocessor 101 via the bus 408.
Transfer to

【0028】ブロック先頭信号14のハイレベルでのR
EADY信号502のアクティブロウにより、そのとき
のデータはキャッシュメモリ303に登録される。
R at the high level of the block head signal 14
By the active low of the EADY signal 502, the data at that time is registered in the cache memory 303.

【0029】次のメモリリードバスサイクルEでのデー
タが同一ブロック内に存在するので、高速ページモード
によりメインメモリ304から目的とするデータがマイ
クロプロセッサ101に転送される。
Since data in the next memory read bus cycle E exists in the same block, target data is transferred from the main memory 304 to the microprocessor 101 in the high-speed page mode.

【0030】このように、本実施例では、マイクロプロ
セッサ101のメモリリードアクセスに、メモリの同一
ブロック内の複数のデータをアクセスし再び同様なアク
セスをするという再現性に着目して、必要なデータのみ
キャッシュメモリ303に登録し、その他のデータはメ
インメモリの高速アクセスモードを利用してアクセスし
ているので、アクセススピードを実質的に低下させるこ
となくキャッシュメモリ303の利用効率を高めること
ができる。
As described above, the present embodiment focuses on the reproducibility that a plurality of data in the same block of the memory is accessed and the same access is performed again in the memory read access of the microprocessor 101. Since only the data is registered in the cache memory 303 and other data is accessed using the high-speed access mode of the main memory, the use efficiency of the cache memory 303 can be increased without substantially lowering the access speed.

【0031】上記説明はメモリリードについて行った。
メモリライトの場合は、前述のとおりアクセスサイクル
識別回路100の出力信号14は無効である。書き込む
べきデータはメインメモリ304に書き込まれるわけで
あるが、キャッシュメモリ303においても登録されて
いるデータのみ書き替えられる。
The above description has been made for memory read.
In the case of a memory write, the output signal 14 of the access cycle identification circuit 100 is invalid as described above. Although the data to be written is written to the main memory 304, only the registered data is rewritten in the cache memory 303.

【0032】上記実施例において、アクセスサイクル識
別回路100はマイクロプロセッサ101とともにシン
グルチップとして構成してもよい。さらにはキャッシュ
メモリ303およびキャッシュコントローラ306も上
記シンクルチップに組み入れることができる。
In the above embodiment, the access cycle identification circuit 100 may be configured as a single chip together with the microprocessor 101. Further, the cache memory 303 and the cache controller 306 can also be incorporated in the single chip.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、キャッ
シュメモリの高速性とメインメモリの高速アクセスモー
ドとを有効に利用しており、処理スピードの高速性を実
質おとすことなくキャッシュメモリを有効に活用するこ
とができるデータ処理装置が提供される。
As described above, according to the present invention, the high speed performance of the cache memory and the high speed access mode of the main memory are effectively utilized, and the cache memory can be effectively used without substantially reducing the processing speed. A data processing device that can be used for a computer is provided.

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

【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1のアクセスサイクル識別回路を示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram showing an access cycle identification circuit of FIG. 1;

【図3】図2の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of FIG.

【図4】図1のキャッシュシステムを示すブロック図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram illustrating the cache system of FIG. 1;

【図5】図1の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing the operation of FIG.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 12/08 - 12/12 G06F 12/00 550 - 12/06 G11C 11/401 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G06F 12/08-12/12 G06F 12/00 550-12/06 G11C 11/401

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高速アクセスモードを有するメインメモ
リと、このメモリに対するアクセス要求を発行するマイ
クロプロセッサと、発行されたアクセス要求のアドレス
が前回発行されたアクセス要求のアドレスに対し前記メ
インメモリの高速アクセスモードを使用し得る範囲であ
るかどうか検出し使用できるかどうかを示すブロック先
頭信号を発生する手段と、キャッシュメモリと、前記マ
イクロプロセッサからのアクセス要求に応答して、前記
ブロック先頭信号が高速アクセスモードを使用できるこ
とを示すときは前記メインメモリから高速アクセスモー
ドによりデータを前記マイクロプロセッサに転送すると
ともに当該データの前記キャッシュメモリへの登録を禁
止する制御手段と、前記ブロック先頭信号が高速アクセ
スモードを使用できないことを示すときはアクセス要求
されたデータが前記キャッシュメモリに登録されている
ことを検出する手段とを備えることを特徴とするデータ
処理装置。
1. A main memory having a high-speed access mode, a microprocessor for issuing an access request to the memory, and an address of the issued access request being a high-speed access of the main memory to an address of a previously issued access request. means for generating a block start signal which indicates whether or not the detected use or range may be used mode, and the cache memory, in response to an access request from said microprocessor, said <br/> block top The signal must be able to use the fast access mode.
And control means for prohibiting the registration to the cache memory of the data transfers the data by high-speed access mode from said main memory to said microprocessor when showing the bets, the block start signal is high-speed access
Access request to indicate that
Data is registered in the cache memory
Data processing apparatus comprising: a means for detecting that.
【請求項2】 高速アクセスモードを有するメインメモ
リと、このメモリに対するアクセス要求を発行するマイ
クロプロセッサと、発行されたアクセス要求のアドレス
が前回発行されたアクセス要求のアドレスに対し前記メ
インメモリの高速アクセスモードを使用し得る範囲であ
るかどうかを検出し使用できるかどうかを示すブロック
先頭信号を発生する手段と、キャッシュメモリと、前記
マイクロプロセッサからのアクセス要求に応答して、前
記ブロック先頭信号が高速アクセスモードを使用できな
いことを示す場合において、キャッシュヒットのときは
前記キャッシュメモリからデータを前記マイクロプロセ
ッサに転送するとともに前記メインメモリに対する高速
アクセスモードを準備し、一方キャッシュミスヒットの
ときは前記メインメモリからデータをマイクロプロセッ
サに転送するとともに前記キャッシュメモリに登録しか
つ前記メインメモリに対する高速アクセスモードを準備
し、前記ブロック先頭信号が高速アクセスモードを使用
できることを示す場合は、前記メインメモリから高速ア
クセスモードによりデータを前記マイクロプロセッサに
転送する制御手段とを備えることを特徴とするデータ処
理装置。
2. A main memory having a high-speed access mode, a microprocessor for issuing an access request to the memory, and an address of the issued access request being a high-speed access of the main memory to an address of a previously issued access request. means for generating a block start signal indicating whether detected using can Rukado whether the scope may be used mode, and the cache memory, in response to an access request from said microprocessor, said block top signal Fast access mode cannot be used
When a cache hit occurs, data is transferred from the cache memory to the microprocessor and a high-speed access mode for the main memory is prepared. Transfer to the processor, register in the cache memory and prepare a high-speed access mode for the main memory, and use the high-speed access mode for the block head signal.
Control means for transferring data from the main memory to the microprocessor in a high-speed access mode when it indicates that the data processing is possible.
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