JPH01181138A - キャッシュ・メモリ内蔵マイクロコンピュータ - Google Patents

キャッシュ・メモリ内蔵マイクロコンピュータ

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JPH01181138A
JPH01181138A JP63005764A JP576488A JPH01181138A JP H01181138 A JPH01181138 A JP H01181138A JP 63005764 A JP63005764 A JP 63005764A JP 576488 A JP576488 A JP 576488A JP H01181138 A JPH01181138 A JP H01181138A
Authority
JP
Japan
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address
microcomputer
monitor
cache memory
built
Prior art date
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Pending
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JP63005764A
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English (en)
Inventor
Yasushi Oi
康 大井
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はキャッシュ・メモリ内蔵マイクロコンピュータ
のキャッシュ・メモリにおけるキャッシュ・メモリと主
記憶との一貫性を保つための一致処理に関し、さらに詳
細には、キャッシュ・メモリの一貫性制御に必要な一致
処理を要求された場合、その要求に対して要求の受理を
応答するようなキャッジ−・メモリ内蔵マイクロコンピ
ュータに関する。
〔従来の技術〕
大型機のアナロジとしてのキャッシュ・メモリ技術上、
マイクロコンピータの領域でも必須のものになってきて
いる。従来のマイクロコンピ−タでキャッシュメモリを
内蔵しているものも登場してきている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
大型機においては、キャッジ−メモリに対する主記憶と
の一貫性制御(一致処理)を実行するノ・−ドウエアを
具備しているのが普通である。これに対し、従来のマイ
クロコンピュータでキャッシュメモリを内蔵しているも
のには、主記憶との一貫性制御のサポートが、後述の1
従来例を除いて、存在していない。このようなマイクロ
コンピュータでは、マルチプロセッサ構成方式、あるい
は、DMA転送方式における主記憶更新の際に、主記憶
と同一のアドレスの内容をマイクロコンピュータ内部の
キャッシュメモリが保持している可能性がある場合に、
ソフトウェアを介在してキャッシュの内容をパージ(ク
リア)する必要があり、大きな性能低下の原因となると
いう欠点を有する。
l5SCC’87で発表された32ビツトマイクロプロ
セツサ[デー・アーチャ・エト・アル。
°ア・32ビツト・シーモス・マイクロプロセッサ・ク
イズ・オンチップ・インストラクション・アンド・デー
タ・キャッシング・アンド・メモリ・マネジメント″プ
ロシージャ・オプ・アイニスニスシーシー′87.ダブ
リューニーエム2.4゜32〜33頁、1987年2月
。(* D 、 Archer etal 、  ” 
A 32bit CMO3Microprocesso
r with on −chip 1nstructi
on and data caching and m
emorymanagement ” proc、 o
f l5SCC’ 87.WAM2.4 。
pp、32−33. Feb、 1987. Jは、現
在公知である唯一の、主記憶との一貫性制御のサポート
をもつキャッシュメモリ内蔵マイクロコンピュータであ
る。このDEC社のプロセッサは、1つの制御入力によ
って、バス・モニタ・アドレスをラッチし、それをキャ
ッシュの無効化に用いている。しかし、無効化要求に対
する応答に関する記述は明らかではない。
無効化要求に対する応答を発行しない場合、マイクロコ
ンピュータ内部で、実際にキャッシュの無効化がいつ実
行されるのかを、マイクロコンピュータ外部では知りえ
ない。このような事象の同期がとれないことによって、
次のような問題が生ずる。
(1)マイクロコンピュータ外部のモニタタイミング制
御困難 大型機においては、主記憶の更新が頻発する場合、無効
化要求の発行される速さが、無効化処理の速さよりも速
くなるため、無効化アドレスキューを設けて、速度のギ
ャップに対する緩衝作用をもたせる事がある。無効化要
求に対する応答が得られない装置では、次の無効化要求
をいつ出すべきかに関する正確なタイミング情報を得ら
れないという欠点を有する。
(2)マルチプロセッサの同期処理の終了検出の不確定
さ マルチプロセッサの同期命令のうち、特に、主記憶の更
新を他のプロセッサに通知する必要がある命令は、通常
その通知が完全に終了してから命令を終了する。しかし
、無効化要求に対する応答が得られない場合、無効化処
理の正確な終了を知りえないという欠点を有する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のキャッシュメモリ内蔵マイクロコンピュータは
、内部にキャッシュ・メモリを仰えたマイクロコンピユ
ータであって、1つ以上のモニタ・リクエスト手段、お
よび、1つ以上のモニタ・アクノリジ手段とを有し、前
記モニタ・リクエスト手段からの要求に従って、前記キ
ャッシュ・メモリの全部または部分的な無効化を実行し
、前記モ〆り・アクノリジ手段にてその受理を示すこと
を特徴としている。
さらに、このマイクロコンピュータは、外部資源のアク
セスのためのタイミングを生成するバス・サイクル・タ
イミング制御手段、及び、前記外部資源アクセスの種類
を指示するバス・サイクル・ステータス指示手段を有し
、前記モニタ・アクノリジを示す際に、前記バス・サイ
クル・タイミング制御手段が、外部資源をアクセスする
ためのタイミングを生成しながら、前記バス・サイクル
・ステータス指示手段が、前記外部資源アクセスの種類
としてモニタ・アクノリジ状態を示すように構成される
ことができる。
さらに、このマイクロコンピュータは、外部資源のアク
セスのためのアドレスを生成するアドレス手段を有し、
前記モニタ・アクノリジを示す際に、前記アドレス手段
を用いて、前記キャッシュ・メモリの部分的な無効化を
実行するのに必要な無効化アドレスを入力するように構
成されることができろ。
あるいは、このマイクロコンピュータは、外部資源のア
クセスのためのデータを入出力するデータ手段を有し、
前記モニタ・アクノリジを示す際に、前記データ手段を
用いて、前記キャッシュ・メモリの部分的な無効化を実
行するのに必要な無効化アドレスを入力するように構成
されることもできる。
〔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図は本発明の第1の実施例のブロック図である。第
1図において、101はキャッシュ・タグ・メモリ(T
AG)を、102はキャッシュ・バリッド・ビット(V
D)を、103はアドレス比較器(COMP)を、10
4はANDゲートを、105はモニタ・アドレス・ラッ
チ(MAL)を、106はステータス・エンコーダ(S
TENC)を、107はステータス出力端子(ST)を
、108はバス・サイクル・シーケンサ(SEQ)を、
109hモニタ・リクエスト入力端子(MONREQ)
を、110はバス・サイクル・タイミング出力端子(B
CY)を、111はアドレス出力バッファを、112は
アドレス端子を、151はバリッド・ピット・クリア・
タイミング信号(VDCT)を、152はモニタ・アド
レス・ラッチ・タイミング信号(MALT)を、153
はアドレス出力・フローティング要求信号(AFREQ
)を、各々表わしている。
次に、本実施例におけるバスモニタ動作を、第1図に基
づいて説明する。
MONREQ  109から入力されたモニタ・リクエ
スト入力信号は、SEQ 108に伝えられる。
SEQ 108は現在実行中のバスサイクル状態、待機
中のバスサイクルの状態、さらに、もし必要であれば、
マイクロプロセッサの内蔵キャッシュ使 。
用状態によってモニタ・リクエスト・サイクルの開始タ
イミングあるいは優先順位を決定し、モニタ・リクエス
ト・サイクルの開始を待たせる。
SEQ 108がモニタ・リクエスト・サイクルを開始
すると、これをBCYIIOK伝え、開始タイミンクを
外部に通知すると同時に、これを5TENC106に伝
え、ステータスに符号化して、モニタ・アクノリジ・サ
イクルであることをST 107から外部に伝える。さ
らに、AFREQ  153をアサートシて、アドレス
出力バッファ111のアドレス端子112に対する出力
をハイ・インピーダンス状態にする。次に、SEQ 1
08がMALT 152をアサートして、アドレス端子
112からの入力信号をMAL105にてラッチする。
MAL 105にラッチされたモニタ・アドレスはタグ
フィールドとインデクスフイールドの2つに分割される
。タグフィールドは、COMP 103の一つの入力と
なる。これに対し、インデクスフイールドは、TAGI
OIとVD102をアクセスする、 上でのアドレスと
なる。TAGIOIではリードが実行され、その結果得
られた値が、COMP 103のもう一つの入力となる
。比較入力の両者が一致すれは、モニタされるべきアド
レスがキャッシュ内部に存在することを意味する。比較
器の出力はANDゲート104によってゲートされてい
るが、これは、SEQ 108がVDCT 151をア
サートすることによって、バスモニタのタイミングを制
御するためである。ANDゲー)104の出力はVD 
102に伝えられ、前述のインデクスフイールドで指示
される部分のバリッドビットがクリアされる。
本発明の第2の実施例を、以下に図面に基づいて説明す
る。
第2図は本発明の第2の実施例のブロック図を示してい
る。第2図において、201はデータ人力バッファを、
202はデータ出力バッファを、203はデータ端子を
、251はデータ・リード/ライト切替え信号(i’t
 / W )を、各々表わしている。
第1の実施例との差異は、モニタアドレスをアドレス端
子ではなく、データ端子から入力しようとする点である
。データ端子の入出力方向の制御はAFREQ 153
ではなく、R/W251で行なわれろ。
5EQ108がモニタ・リクエスト・サイクルを開始す
ると、これを5TENC106K伝え、ステータスに符
号化して、モニタ・アクノリジ・サイクルでおることを
ST 107から外部に伝えると同時に、rt、’w 
251をアサートして、データ人力バッフ、201をア
クティブに、また、データ出力バッファ202をインア
クティブ(ハイ・インピーダンス状態)にする。次に、
SEQ 108がhlALT【52奢アサートして、デ
ータ端子203からの入力イM号をM AL 105に
てラッチする。
以後の動作は、第一の実施例の場合と同様である。
〔発明の効果〕
このようなマイクログロプロセッサの構成方式を採るこ
とによって、次に述べるような効果を得ることができる
(1)一致処理に対する応答信号(アクノリジ)を返す
ことで、確実な一致処理の完了をマイクロコンピュータ
の外部で検出することができる。
これにより、マイクロコンピュータ外部のバスモニタタ
イミング制御を容易にするとともに、マルチプロセッサ
の同期処理の終了検出を正確なものとできる。
(2)アクノリジを従来の割込みアクノリジサイクル同
様、従来のバス・サイクル機能を共有することで、マイ
クロコンピュータ自身のタイミングシーケンサの複雑化
を避けることができる。
また、外部回路付加時に、従来のバスインターフェース
との親和性を生かした簡潔な論理構成を採ることができ
る。
(3)一致処理に必要なアドレスを従来のアドレス端子
、あるいは、データ端子から入力することにより、マイ
クロコンピュータの外部端子(ピン)数を削減すること
ができる。特に、新たなアドレス入力の追加はピン数の
大きな増加を招き、パッケージ上の制約にもなるため、
このメリットは大きい。
(4)さらに、従来のデータ端子から一致処理に必要な
アドレスを人力すると、アドレス端子は従来通り、出力
のみの端子となる。これは、高速MPUにおけるアドレ
ス出力遅延の増大を防ぐという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、本発明の第1及び第2の実施例を
表わすブロック図である。 101・・・・・・キャッシュ・タグ・メモリ(TAG
)、102・・・・・・キャッシュ・バリッド・ビット
(VD)、103・・・・・・アドレス比較器(COM
P)、 104・・・・・・ANDゲート、105・・
・・・・モニタ・アドレス・ラッf(MAL)、106
・・・・・・ステータス・エンコーダ(STENC)、
107・・・・・・ステータス出力端子(ST)、10
8・・・・・・バス・サイクル・シーケンサ(SEQ)
、  109・・・・・・モニタ・リクエスト入力端子
(MONREQ)、110・・・・・・バス・サイクル
・タイミング出力端子(BCY)、 111・・・・・
・アドレス出力バッファ、112・・・・・・アドレス
端子、151・−・・・・バリッド・ビット・クリア・
タイミング信号(VDCT)、  152・・・・・・
モニタ・アドレス・ラッチ・タイミング信号(MALT
)、  153・・・・・・アドレス出力・フローティ
ング要求信号(AFREQ)、201・・・・・・デー
タ人力バッファ、202・・・・・・データ出力バッフ
ァ、203・・・・・・データ端子、251・・・・・
・データ・リード/ライト切替え信号(R/W)。 代理人 弁理士  内 原   音 茅 tvn

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内部にキャッシュ・メモリを備えたマイクロコンピ
    ュータであって、1つ以上のモニタ・リクエスト手段、
    および、1つ以上のモニタ・アクノリジ手段とを有し、
    前記モニタ・リクエスト手段からの要求に従って、前記
    キャッシュ・メモリの全部または部分的な無効化を実行
    し、前記モニタ・アクノリジ手段にてその受理を示すこ
    とを特徴とするキャッシュ・メモリ内蔵マイクロコンピ
    ュータ。 2 特許請求の範囲第1項記載のマイクロコンピュータ
    であって、外部資源のアクセスのためのタイミングを生
    成するバス・サイクル・タイミング制御手段、及び、前
    記外部資源アクセスの種類を指示するバス・サイクル・
    ステータス指示手段を有し、前記モニタ・アクノリジを
    示す際に、前記バス・サイクル・タイミング制御手段が
    、前記外部資源をアクセスするためのタイミングを生成
    しながら、前記バス・サイクル・ステータス指示手段が
    、前記外部資源アクセスの種類としてモニタ・アクノリ
    ジ状態を示すことを特徴とするキャッシュ・メモリ内蔵
    マイクロコンピュータ。 3、特許請求の範囲第2項記載のマイクロコンピュータ
    であって、外部資源のアクセスのためのアドレスを生成
    するアドレス手段を有し、前記モニタ・アクノリジを示
    す際に、前記アドレス手段を用いて、前記キャッシュ・
    メモリの部分的な無効化を実行するのに必要な無効化ア
    ドレスを入力することを特徴とするキャッシュ・メモリ
    内蔵マイクロコンピュータ。 4、特許請求の範囲第2項記載のマイクロコンピュータ
    であって、外部資源のアクセスのためのデータを入出力
    するデータ手段を有し、前記モニタ・アクノリジを示す
    際に、前記データ手段を用いて、前記キャッシュ・メモ
    リの部分的な無効化を実行するのに必要な無効化アドレ
    スを入力することを特徴とするキャッシュ・メモリ内蔵
    マイクロコンピュータ。
JP63005764A 1988-01-13 1988-01-13 キャッシュ・メモリ内蔵マイクロコンピュータ Pending JPH01181138A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63278160A (ja) * 1987-05-09 1988-11-15 Fujitsu Ltd バッファ無効化処理装置試験方式
JPS6462744A (en) * 1987-09-02 1989-03-09 Nec Corp System controller

Patent Citations (2)

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