JP3187446B2 - キャッシュメモリ制御装置 - Google Patents

キャッシュメモリ制御装置

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JP3187446B2 JP09642991A JP9642991A JP3187446B2 JP 3187446 B2 JP3187446 B2 JP 3187446B2 JP 09642991 A JP09642991 A JP 09642991A JP 9642991 A JP9642991 A JP 9642991A JP 3187446 B2 JP3187446 B2 JP 3187446B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マルチプロセッサシス
テムにおけるストア・イン・キャッシュメモリの制御を
行うキャッシュメモリ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、システムバスに接続された主記
憶装置を複数のプロセッサが共有するマルチプロセッサ
システムにおいては、性能向上とバスアクセス頻度の低
減を目的として、ストア・イン方式のキャッシュメモリ
が採用されている。このストア・イン方式のキャッシュ
メモリとは、プロセッサから主記憶装置に書き込み要求
が発生した場合、この該当するデータがキャッシュメモ
リに存在する時は、当面このキャッシュメモリのデータ
だけを書換え、キャッシュのブロックの割当の際に主記
憶装置に戻す方式である。
【0003】図2に、このようなストア・イン方式のキ
ャッシュメモリを採用したマルチプロセッサシステムの
構成を示す。図のシステムは、複数のプロセッサ1、
2、…、Nと、主記憶装置100 と、これらが接続される
システムバス200 とからなる。プロセッサ1、2、…N
は、それぞれCPU(中央処理装置)1a、2a、…、
Naとキャッシュメモリ1b、2b、…、Nbとを有し
ている。主記憶装置100 は、ランダム・アクセス・メモ
リからなり、種々のデータを格納している。また、シス
テムバス200 では、要求から応答までの間、バスを占有
せずに通信が行われるスプリット方式が採用され、各プ
ロセッサ1、2、…、Nのキャッシュメモリ1b、2
b、…、Nb間でのキャッシュ・コヒーレンシが維持さ
れるように管理されている。
【0004】このようなマルチプロセッサシステムにお
いて、あるプロセッサでキャッシュ・ミスが発生した場
合、このプロセッサからシステムバス200 にアドレスと
共にリード要求が送出され、そのアドレスに対するデー
タの所有権を持つ他のプロセッサ又は主記憶装置がデー
タ応答を行う。
【0005】また、あるプロセッサから主記憶装置100
へのコピーバック条件が成立した場合、即ち、キャッシ
ュメモリのデータを所定のアルゴリズムにより主記憶装
置100 に戻す条件が成立した場合、そのプロセッサは自
プロセッサ内のキャッシュメモリを読出し、主記憶装置
100 に対してデータと共にライト要求を送出する。その
結果、コピーバックされたデータは主記憶装置100 に所
有権が戻る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のキャッシュメモリ制御装置では、一旦、自プロセッ
サでのコピーバックが開始された後では、そのプロセッ
サのキャッシュメモリの読出し、およびデータの主記憶
装置100 へのライトという一連の処理を行ってしまう。
従って、例えば、このコピーバック処理中、バス200 上
に他プロセッサからの同アドレスのデータのリード要求
が発生しても、それにビジーとして応答し、主記憶装置
100 にコピーバックがなされていた。
【0007】図3にこのような場合の説明図を示す。即
ち、今、仮にコピーバックを行うプロセッサをプロセッ
サ1とする。先ず、プロセッサ1はコピーバック処理を
開始する(図中、)。そして、ここでプロセッサ2か
ら同一アドレスのデータリード要求が出されたとする
(図中、)。しかしながら、上記プロセッサ1はコピ
ーバック処理を開始しているため、この時点での同一ア
ドレスのリード要求はビジーとして応答され、プロセッ
サ1からの主記憶装置100 へのコピーバック処理が行わ
れる(図中、)。その後、再びプロセッサ2からその
同一アドレスのデータリード要求が出され、リード要求
の目的のデータは、主記憶装置100 にコピーバック(ラ
イト)された後に、主記憶装置100 から、リード応答と
して、リード要求元のプロセッサ2に返される(図中、
)。
【0008】このように、上記従来のキャッシュメモリ
制御装置は、あるプロセッサが一旦コピーバック処理を
始めた場合、他プロセッサから同一アドレスのリード要
求が途中で入っても、目的のデータは主記憶装置100 に
コピーバックされた後に、リード要求元の他プロセッサ
に返却されるため、キャッシュミス時の応答時間が大き
いという問題点があった。
【0009】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、キャッシュミス時の応答時間を短
縮することのできるキャッシュメモリ制御装置を提供す
ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のキャッシュメモ
リ制御装置はストア・イン方式のキャッシュメモリを備
えた複数のプロセッサが、スプリット方式のシステムバ
スによって、主記憶装置を共有するマルチプロセッサシ
ステムにおけるキャッシュメモリ制御装置において、バ
ス上の他プロセッサからのリード要求の有無およびリー
ド要求アドレスを監視する監視手段と、自プロセッサの
前記主記憶装置へのコピーバック対象アドレスと前記リ
ード要求アドレスとが一致するか否かを検出する一致検
出手段と、前記自プロセッサがコピーバック処理を開始
してから、バス上に該コピーバックデータを送出するま
での間に、前記他プロセッサからのリード要求があり、
かつ、そのアドレスが一致した場合には、前記主記憶装
置にコピーバックすることなく、該他プロセッサに応答
データとして返却する制御手段とを備えたことを特徴と
するものである。
【0011】
【作用】本発明のキャッシュメモリ制御装置は、監視手
段で、他プロセッサからのリード要求の有無およびその
リード要求アドレスを監視し、一致検出手段で自プロセ
ッサのコピーバック対象アドレスと他プロセッサのリー
ド要求アドレスが一致するかを検出する。自プロセッサ
がコピーバック処理を開始してから、バス上に該コピー
バックデータを送出するまでの間に、他プロセッサから
同一アドレスのリード要求があった場合、制御手段は、
コピーバックデータを他プロセッサへの応答データとし
て返却する。従って、あるプロセッサがキャッシュミス
した時のデータの応答時間が短縮される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。図1はマルチプロセッサシステムにおける本
発明のキャッシュメモリ制御装置の実施例を示すブロッ
ク図である。図に示すプロセッサ10は、各種命令の処
理を実行するCPU11と、キャッシュメモリ制御装置
12とからなる。キャッシュメモリ制御装置12は、キ
ャッシュメモリ13と、制御部14と、バスインタフェ
ース部15とからなる。キャッシュメモリ13は、ラン
ダム・アクセス・メモリからなり、制御部14は、監視
手段16、一致検出手段17、制御手段18とを備えて
いる。
【0013】監視手段16は、バス200 上の他のプロセ
ッサからのリード要求の有無およびリード要求アドレス
を監視する機能を有し、一致検出手段17は、自プロセ
ッサ10のコピーバック対象アドレスと他プロセッサか
らのリード要求アドレスとが一致するか否かを検出する
機能を有している。また、制御手段18は、自プロセッ
サ10がコピーバック処理を開始してから、バス200上
にコピーバックデータを送出するまでの間に、他プロセ
ッサからのリード要求があり、かつ、そのアドレスが一
致した場合は、主記憶装置100 にコピーバックせずに、
リード要求を送出したプロセッサに対して応答データを
送出するよう制御する機能を有している。また、バスイ
ンタフェース部15は、既知のプロセッサとバスとのイ
ンタフェース部である。尚、図面中には示していない
が、上述したプロセッサは、従来の図1に示した場合と
同様に、プロセッサ10、20、…、Nとして複数個設
けられている。
【0014】図4に、上記制御部12の具体的な回路図
を示す。即ち、自プロセッサ10がコピーバックしよう
としている対象アドレスデータを格納するコピーバック
アドレスレジスタ19と、バスインタフェース部15を
介して、バス100 上のリード要求アドレスデータを格納
するリード要求アドレスレジスタ20との出力がEx−
NOR(エクスクルーシブ・ノア)回路21に入力さ
れ、これらの構成により上述した一致検出手段17を構
成している。尚、コピーバックアドレスレジスタ19お
よびリード要求アドレスレジスタ20は、32ビットの
レジスタである。また、Ex−NOR回路21の出力は
AND回路22の一方の入力端に接続され、AND回路
22の他方の入力端には、バスインタフェース部15を
介して、他のプロセッサからのリード要求があるか否か
を示すリード要求有無信号Cが入力されるよう構成され
ている。更に、AND回路22の出力はリード要求元へ
のデータ応答動作の起動信号となる応答動作起動信号を
構成すると共に、NOT回路23を介して主記憶装置10
0 へのライト起動信号となるコピーバック起動信号を構
成している。
【0015】次に、上記構成のキャッシュメモリ制御装
置の動作について説明する。図5は、その動作を示すフ
ローチャートである。先ず、コピーバック条件が発生す
ると、コピーバックアドレスレジスタ19にコピーバッ
ク対象アドレスが入力される。これと共に制御部14
は、コピーバック処理を開始し、コピーバックデータが
キャッシュメモリ13から読み出される(ステップS
1)。そして、この時点から、データをバス200 に送出
するまでの間、同アドレスに対するリード要求の有無を
常に監視する(ステップS2)。即ち、リード要求有無
信号Cが「1」であり、かつ、コピーバックアドレスレ
ジスタ19の出力である対象アドレスAと、リード要求
アドレスレジスタ20の出力であるリード要求アドレス
Bとが一致し、Ex−NOR回路21の出力が「1」と
なる条件が成立するか否かを監視する。この条件が成立
した場合、制御部14は、リード要求に対して応答する
(ステップS3)。即ち、応答動作起動信号Dが「1」
となり、リード要求元へのデータ応答動作を行う。ま
た、上記の条件が成立しない場合、制御部14は通常の
ように主記憶装置100 に対してコピーバック処理を行う
(ステップS4)。
【0016】図6は、コピーバック動作の説明図であ
る。先ず、プロセッサ10はコピーバック処理を開始す
る(図中、)。そして、ここでプロセッサ20から同
一アドレスのデータリード要求が出されたとする(図
中、)。ここで、従来は、この時点での同一アドレス
のリード要求は無視されるが、本実施例では、このリー
ド要求により、プロセッサ10はプロセッサ20にデー
タ応答する(図中、)。
【0017】尚、上記実施例では、監視手段16、一致
検出手段17、制御手段18を、図4に示した回路で構
成したが、この構成に限定されるものではなく、自プロ
セッサがコピーバック処理を開始してから、バス200 上
にコピーバックデータが送出されるまでの間に、他プロ
セッサから同一アドレスのリード要求があった場合に、
自プロセッサのコピーバックデータを他プロセッサに応
答データとして返却できる機能を有するものであれば、
他の構成であっても良いことは勿論である。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のキャッシ
ュメモリ制御装置によれば、自プロセッサがコピーバッ
ク処理を開始してから、バス上にコピーバックデータを
送出し始めるまでの間に、他プロセッサから同一アドレ
スのリード要求があった場合は、主記憶装置にコピーバ
ックせず、リード要求を出したプロセッサに直接応答デ
ータとして返すようにしたので、キャッシュミス時の応
答時間を短縮することができ、従って、各プロセッサの
性能向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のキャッシュメモリ制御装置を備えたプ
ロセッサのブロック図である。
【図2】従来のキャッシュメモリ制御装置を備えたマル
チプロセッサシステムのブロック図である。
【図3】従来のキャッシュメモリ制御装置の動作を説明
するブロック図である。
【図4】本発明のキャッシュメモリ制御装置の具体的な
回路図である。
【図5】本発明のキャッシュメモリ制御装置の動作を示
すフローチャートである。
【図6】本発明のキャッシュメモリ制御装置の動作を説
明するブロック図である。
【符号の説明】
10 プロセッサ 11 CPU 12 キャッシュメモリ制御装置 13 キャッシュメモリ 16 監視手段 17 一致検出手段 18 制御手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−205963(JP,A) 特開 平2−205964(JP,A) 特開 平2−184945(JP,A) 特開 平4−133146(JP,A) 特開 平1−269142(JP,A) 特開 平3−154948(JP,A) 特開 昭63−103343(JP,A) 特開 昭62−174846(JP,A) 特開 昭60−136842(JP,A) 特開 平1−226054(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06F 12/08 G06F 15/16 - 15/177

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ストア・イン方式のキャッシュメモリを
    備えた複数のプロセッサが、スプリット方式のシステム
    バスによって、主記憶装置を共有するマルチプロセッサ
    システムにおけるキャッシュメモリ制御装置において、
    バス上の他プロセッサからのリード要求の有無およびリ
    ード要求アドレスを監視する監視手段と、自プロセッサ
    の前記主記憶装置へのコピーバック対象アドレスと前記
    リード要求アドレスとが一致するか否かを検出する一致
    検出手段と、前記自プロセッサがコピーバック処理を開
    始してから、バス上に該コピーバックデータを送出する
    までの間に、前記他プロセッサからのリード要求があ
    り、かつ、そのアドレスが一致した場合には、前記主記
    憶装置にコピーバックすることなく、該他プロセッサに
    応答データとして返却する制御手段とを備えたキャッシ
    ュメモリ制御装置。
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KR101733859B1 (ko) 2015-03-30 2017-05-10 김영준 교체가능한 일회용 위생패드가 구비된 침대 커버
KR200483869Y1 (ko) * 2014-12-29 2017-07-04 최유희 기능성 매트리스커버

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