JPH02121053A - テスト・アンド・セット方式 - Google Patents

テスト・アンド・セット方式

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JPH02121053A
JPH02121053A JP27559288A JP27559288A JPH02121053A JP H02121053 A JPH02121053 A JP H02121053A JP 27559288 A JP27559288 A JP 27559288A JP 27559288 A JP27559288 A JP 27559288A JP H02121053 A JPH02121053 A JP H02121053A
Authority
JP
Japan
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data
tas
test
request
processor
Prior art date
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Pending
Application number
JP27559288A
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English (en)
Inventor
Satoru Igarashi
哲 五十嵐
Takashi Hiraoka
平岡 孝
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、システムバスに接続された複数のプロセッ
サによって主記憶が共有されるマルチプロセッサシステ
ムに係り、特に各プロセッサ間の主記憶使用に関する排
他制御のためのテスト・アン、ド・セット方式に関する
(従来の技術) 一般に、この種のシステムでは、プロセッサは、主記憶
の或る特定番地に対し、排他制御のためのテスト・アン
ド・セット(、Te5t & 5et)を行うとき、シ
ステムバス上にメモリアクセス禁止信号を出力して他の
プロセッサのメモリアクセスを禁止した後、テスト・ア
ンド・セットのメモリリド要求を発行して、テスト・ア
ンド・セット時のテストデータをリードする。そして、
このり−ドデータ(テストデータ)が返ってくると、テ
スト・アンド・セットを行っているプロセッサ(テスト
・アンド・セット要求プロセッサ)はリードデータがセ
ットすべきデータ(セットデータ)であるか否(リセッ
トデータ)かを調べる。もし、リードデータ(テストデ
ータ)がセットデータであれば、このテスト・アンド・
セット要求プロセッサは他プロセツサが同一目的のタス
クを処理しているものと判断し、システムバスに出力し
ていたメモリアクセス禁止信号をオフしてメモリアクセ
ス禁止状態を解除する。これに対して、リードデータが
リセットデータであれば、テスト・アンド・セット要求
プロセッサはセットデータを上記酸る特定番地に書込む
ためのメモリライト要求をシステムバスに出力し、しか
る後にメモリアクセス禁止信号をオフする。この場合に
は、テスト・アンド・セット要求プロセッサにタスクの
処理権が与えられる。
(発明が解決しようとする課題) 上記したテスト・アンド・セットの手順は、各プロセッ
サのファームウェア制御によって実行されるが、特にテ
スト・アンド・セット要求でリードしたテストデータが
リセットデータの場合には、既に述べてたように2回の
メモリアクセスを要し、またシステムバス上のメモリア
クセス禁止信号も長期間出力され、その間は他のプロセ
ッサはメモリアクセスが行えないという問題があった。
したがってこの発明の解決すべき課題は、プロセッサに
おけるテスト・アンド・セットの手順が簡略化でき、且
つテスト・アンド・セット処理が高速に行えるようにす
ることである。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) この発明は、マルチプロセッサシステムのプロセッサか
らのテスト・アンド・セット要求の伝達に供されるテス
ト・アンド・セット要求線をシステムバス中に設けると
共に、テスト◆アンド・セット要求線を介して伝達され
るテスト・アンド・セット要求に応じて主記憶の或る特
定番地からのデータ読出しを要求し、この要求に応じて
上記特定番地のデータが返された場合に所定のセットデ
ータを上記特定番地に書込むためのデータ書込みを要求
するリードモディファイライト制御手段と、上記返され
た特定番地のデータをテスト・アンド・セット要求プロ
セッサに送出する手段とを設けたことを特徴とする。
(作 用) この発明は、プロセッサからのテスト・アンド・セット
要求時において主記憶の或る特定番地に設定されている
テストデータは、セットデータまたはリセットデータの
いずれかであり、そのいずれの場合にも、テスト・アン
ド・セット要求に対してはセットデータを書込んでも何
隻問題とならないことに着目してなされたもので、上記
のように構成することにより、プロセッサからのテスト
・アンド・セット要求時には、上記特定番地からのテス
トデータの読出し並びにその読出しデータのテスト・ア
ンド・セット要求プロセッサへの送出と、所定のセット
データを上記特定番地の内容に無条件で書込むデータ書
込みとが、テスト・アンド・セット要求プロセッサにと
っては1回のメモリアクセスで行われる。このため、プ
ロセッサ側のテスト・アンド・セット手順が簡単になり
、且つ従来のようにリードしたテストデータを調べてか
らテスト・アンド・セット要求プロセッサがセットデー
タの書込みを要求する方式に比べてテスト・アンド・セ
ット処理が高速となる。また、テスト・アンド・セット
要求プロセッサのシステムバス専有期間が短くなるため
、システムバスの利用、効率が向上する。
(実施例) 第1図はこの発明の一実施例に係る主記憶制御装置のブ
ロック構成図、第2図は第1図の主記憶制御装置を備え
たマルチプロセッサシステムの記憶のメモリバスである
。13は主記憶11を共有するプロセッサ、14は複数
のプロセッサ13等を相互接続するだめのシステムバス
である。システムバス14にはプロセッサ13からのテ
スト・アンド・セット要求(以下、TAS要求と称する
)を示すTAS要求ファンクションを伝達するための図
示せぬTASファンクションライン(TAS要求線)が
設けられている。15はプロセッサ13等がらのメモリ
アクセスに関する要求を受けて主記憶11へのアクセス
を制御する主記憶制御装置(MM制御装置)である。主
記憶制御装置15はメモリバス12およびシステムバス
14に接続されている。
第2図の主記憶制御装置15は第1図に示すように構成
されている。第1図において、21はシステムバス14
からのメモリアドレス、更にはライト要求時であればデ
ータを保持するアドレス/データレジスタ(以下、A/
Dレジスタと称する)、22はシステムバス14からの
TASファンクション(TAS信号)、リード/ライト
ファンクション(R/W信号)およびメモリアクセス要
求信号(MRE Q信号)から或るメモリアクセス要求
情報を保持する要求情報レジスタ(以下、REQレジス
タと称する)である。23はREQレジスタ22からの
TAS信号が12の場合、A/Dレジスタ21のデータ
部だけをオール“1”のセットデータに変換するゲート
回路、24はゲート回路23からのアドレス/データを
後述するTASビジーの場合やメモリビジーの場合に一
時格納するためのA/Dバッファ(アドレス/データバ
ッファ)、25はREQレジスタ22の内容をA/Dバ
ッファ24の格納タイミングで一時格納するREQバッ
ファ(要求情報バッファ)である。
26はゲート回路23からのアドレス/データおよびへ
/Dバッファ24からのアドレス/データのいずれか一
方を選択するマルチプレクサ(MUX)、27はREQ
レジスタ22からのメモリアクセス要求情報およびRE
Qバッファ25からのメモリアクセス要求情報のいずれ
か一方を選択するマルチプレクサ(M’UX)である。
28はマルチプレクサ27によって選択されたメモリア
クセス要求情報中のR/W信号を後述するアンドゲート
34の出力信号に応じて反転するための排他的論理和回
路(以下、EXORと称する)、29はマルチプレクサ
26によって選択されたアドレス/データを保持してメ
モリバス12へ出力するためのA/Dレジスタ(アドレ
ス/データレジスタ)、30はマルチプレクサ27によ
って選択されたメモリアクセス要求情報中のTAS信号
並びにMRQ信号およびE X OR28からのR/W
信号(から或るメモリアクセス要求情報)を保持してメ
モリバス12へ出力するためのREQレジスタ(要求情
報レジスタ)である。
31は第2図の主記憶11からのリードデータを保持し
てシステムバス14に出力するためのリードブタレジス
タ(以下、RDレジスタと称する)、32は主記憶11
からリードデータが返されたことを示すリードデータ応
答信号(以下、R8P信号と称する)を保持してシステ
ムバス14に出力するためのレスポンスレジスタ(以下
、R8Pレジスタと称する)、33はマルチプレクサ2
7から選択出力される要求情報中のTAS信号をJ入力
とし、EXOR2Bの出力信号であるR/W信号をに入
力とするフリップフロップである。フリップフロラプ3
3は、セット状態においてテスト・アンド・セット中(
TASビジー中)であることを示す。34はフリップフ
ロップ33のQ出力信号とマルチプレクサ27からの要
求情報中のTAS信号との論理積をとってTASビジー
中における2回目のTAS要求を検出し、その結果をE
 X OR28に出力するANDゲート(アンドゲート
)、35はフリップフロップ33のQ出力信号およびR
8Pレジスタ32からのR5P信号との論理積をとって
TASビジ中におけるメモリリードデータ返送、を検出
するためANDゲート、36はバッファコントローラで
ある。・バッファコントローラ36は、REQレジスタ
22からのTAS信号およびANDゲート35の出力信
号に応じてA/Dバッファ24並びにREQバッファ2
5、およびマルチプレクサ213.27を制御するよう
に構成されている。
次に、この発明の一実施例の動作を、プロセッサ13か
ら主記憶11のメモリ番地AOH(添字のHは16進表
現を示す)を対象とするTAS要求が発行された場合を
例に説明する。この場合、まずプロセッサ13から、A
O,番地を示すアドレス、TAS要求を示す論理“1”
のTAS信号、メモリリード要求を示す論理“0”のR
/W信号、およびメモリアクセス要求を示すMRQ信号
が、それぞれシステムバス14上に例えばITだけ送出
される。システムバス14上のアドレスはA/Dレジス
タ21(のアドレスフィールド)に保持され、TAS信
号、R/W信号およびMRQ信号から或るメモリアクセ
ス要求情報はREQレジスタ22に保持される。REQ
レジスタ22に保持された要求情報中のTAS信号はゲ
ート回路23に供給される。
ゲート回路23は、A/Dレジスタ21のアドレスフィ
ールドの内容(A On番地を示すアドレス)をそのま
まA/Dバッファ24に出力すると共に、この実施例の
ようにREQレジスタ22からのTAS信号が“12の
場合にはA/Dレジスタ21のデータフィールドの内容
に無関係にオール”1”のセットデータを生成してA/
Dバッファ24に出力する。なお、REQレジスタ22
からのTAS信号が“0”の場合には、ゲート回路28
はA/Dレジスり21のデータフィールドの内容をその
ままA/Dバッファ24へ出力する。
REQレジスタ22からのTAS信号はバッファコント
ローラ36にも供給される。バッファコントローラ36
は、REQレジスタ22からのTAS信号が“1”の場
合、即ちプロセッサ13からTAS要求がある場合、メ
モリバス12の状態(レディ/ビジー状態)に無関係に
、ゲート回路23からのアドレス(AOH番地)および
データ(オール“1″のセットデータ)をA/Dバッフ
ァ24に、REQレジスタ22からのTAS要求(論理
“1“のT、AS信号)を含む要求情報をREQバッフ
ァ25に、それぞれ格納する(もし、TAS要求を伴わ
ない通常のメモリアクセス要求であれば、この動作はメ
モリビジーの場合だけ行われる)。同時にバッファコン
トローラ3Bは、メモリバス12がレディ状態であれば
、マルチプレクサ26.マルチプレクサ27がシステム
バス14ダイレクトパス側、即ち(A/Dバッファ24
.25ではなくて)ゲート回路23、REQレジスタ2
2の各出力側を選択するように制御する(TAS要求を
伴わない通常のメモリアクセス要求の場合も同じ)。
上記のバッファコントローラ36の制御により、ゲート
口路23からのアドレス/データがマルチプレクサ26
によって選択されてA/Dレジスタ29に保持され、し
かる後にメモリバス12を介して主記憶11へ転送され
る。同時に、REQレジスタ22からのメモリアクセス
要求情報(メモリリードを伴うTAS要求)がマルチプ
レクサ27によって選択され、同情報中のTAS信号並
びにMRQ信号はそのまま、R/W信号についてはEX
OR28を介して(状態は変わらずに)、それぞれRE
Qレジスタ30に保持され、しかる後にメモリバス12
を介して主記憶11へ転送される。また、マルチプレク
サ27によって選択された要求情報中の論理“1″のT
AS信号はフリップフロップ33のJ入力に供給され、
これによりフリップフロップ33はセットして、TAS
ビジー中を示す論理“1”のQ出力信号を出力する。
その後、(上記メモリリードを伴うTAS要求に応じて
)主記憶11から指定アドレス(A OH番地)のデー
タ(テストデータ)およびその旨を示す論理“1″のR
8P信号がメモリバス12を介して返される。そして、
主記憶11からのデータはRDレジスタ31に、R8P
信号はR3Pレジスタ32に、それぞれ保持され、しか
る後にシステムバス14を介してリード要求(ここでは
テストデータ読出しのためのTAS要求)プロセッサ1
3へ転送される。TAS要求プロセッサ13は、上記転
送されたテストデータの内容を調べ、セットデータであ
れば目的タスクの処理権を他のプロセッサが取得してい
るものとして同タスクの処理を控える。
また、リセットデータであれば、TAS要求プロセッサ
13は、従来行われていたセットデータ書込みのための
TAS要求を発行せずに目的タスクの処理権を取得し、
同タスクの処理に進む。
R8Pレジスタ32に保持された論理“1”のR3P信
号はANDゲート35にも供給される。このANDゲー
ト35にはフリップフロップ33からのQ出力信号(こ
こではTASビジ〜を示す論理MINの信号)も供給さ
れる。ANDゲート35は、この実施例のように上記両
信号が“1”の場合、TASビジー中に主記憶11から
リードデータ(テストデータ)が返されたこと(即ちテ
ストデータのリードサイクルの終了)を示す論理“1′
の信号をバッファコントローラ36へ出力する。
バッファコントローラ36はANDゲート35から論理
“1”の信号を受取ると、テストデータのリドサイクル
の終了を判断し、今度はテストブタ(具体的にはセット
データ)のライトサイクルを開始するために、A/Dバ
ッファ24およびマルチプレクサ26を制御して、先に
A/Dバッファ24に格納しておいたTAS要求に伴う
アドレス/ブタ(AOH番地を示すアドレスおよびゲー
ト回路23で生成されたセットデータ)をマルチプレク
サ26から選択させると共に、REQバッファ25およ
びマルチプレクサ27を制御して、先にREQバッファ
25に格納しておいた論理“1”のTAS要求信号並び
に論理“0”のメモリリード要求を示すR/W信号を含
むメモリアクセス要求情報を7ルチプレクサ27から選
択させる。
マルチプレクサ27によって選択されたメモリアクセス
要求情報中のTAS信号はANDゲート34に供給され
る。このANDゲート34にはフリップフロップ33か
らのQ出力信号(ここではTASビジーを示す論理“1
”の信号)も供給される。
ANDゲート34は、この実施例のように上記の両信号
が論理“1”の場合、テストデータ(セットデータ)の
ライトサイクルの開始を示す論理“1”の信号を出力す
る。
ANDゲート34からの論理“1”の出力信号はE K
 OR28に供給される。このEXOR28には、マル
チプレクサ27から選択出力される要求情報中のR/W
信号(ここでは、メモリリードを示す論理“0”のR/
W信号)も供給される。EXOR28は、ANDゲート
34からの出力信号が論理“1”の場合だけ、マルチプ
レクサ27からの要求情報中のR/W信号のレベルを反
転する。したがって、この実施例では、メモリリードを
示すR/W信号のレベルは“0”から“1”に反転され
、メモリライト要求状態に遷移する。
E X OR28からのメモリライトを示す論理″1″
のR/W信号は、マルチプレクサ27からの他のTAS
信号およびMRQ信号と共にREQレジスタ30に導か
れて同REQレジスタ30に保持され、メモリバス12
を介して主記憶11へ転送される。同時に、マルチプレ
クサ26によって選択出力されているA/Dバッファ2
4からのアドレス/データ(A OH番地を示すアドレ
スおよびセットデータ)はA/Dレジスタ29に保持さ
れて、メモリバス12を介して主記憶11へ転送される
。この結果、プロセッサ13からのTAS要求に応じて
テストデータ読出しが行われた主記憶11のアドレス(
A OH番地)にセットデータを書込むためのライトサ
イクルが、先のテストデータリードサイクルで読出され
たテストデータの内容(セットデータであるかリセット
データであるか)に無関係に行われる。
以上のセットデータの書込みは、従来方式であれば、ま
ずプロセッサからのテストデータリードのためのTAS
要求に応じて主記憶から返されるテストデータの内容を
TAS要求プロセッサが読込み、同データがリセットデ
ータであることをTAS要求プロセッサが確認した場合
に、同プロセッサからのセットデータライトのためのT
AS要求に応じて行われていたものである。もし、主記
憶から返されたテストデータがセットデータであれば、
従来方式ではTAS要求プロセッサは主記憶11への書
込みを行わない。これに対して、この実施例では、テス
トデータリードのためのTAS要求がプロセッサ13か
ら発行されると、主記憶11から読出されたテストデー
タの内容に無関係Cご、上記したように主記憶制御装置
15において自動的にセットデータ書込みが行われる。
このセットデータ書込みは、テストデータがリセットデ
ータの場合には排他制御のために必要であることは勿論
であるが、セットデータの場合に実行されても結果的に
は主記憶11の状態は変わらず、同等問題とならない。
したがって、この実施例のように、プロセッサ13から
のTAS要求を実行するためのメモリリードサイクルに
続いて、セットデー夕書込みのためのメモリライトサイ
クルを、TAS要求プロセッサ13から独立に主記憶制
御装置15において行うことにより、プロセッサ13側
のTAS手順が簡略化し、且つシステムにおけるTAS
処理が高速化する。
さて、以上のTAS要求に伴うテストデータリードサイ
クルから次のセットデータライトサイクルまでの期間は
メモリビジーとなる。このメモリビジーの間でも、他の
プロセッサはシステムバス14が空いているならば、T
AS要求、或は通常のメモリアクセス要求をシステムバ
ス14上に発行することができる。なお従来は、或るプ
ロセッサがTAS要求を発行した場合には、このTAS
要求に応じて主記憶から読出されるテストデータの内容
をTAS要求プロセッサが調べ、リセットデータであれ
ばセットデータ書込みのためのメモリライト要求をTA
S要求プロセッサがシステムバスに発行するまでは(セ
ットデータであれば、その旨を確認するまでは)、他の
プロセッサはシステムバス上にメモリアクセス要求を発
行することはできなかった。
メモリビジー中に、上記したようなメモリアクセス要求
がシステムバス14上に発行された場合、バッファコン
トローラ36は、メモリアクセス要求に対応するアドレ
ス/データについてはA/Dレジスタ21、ゲート回路
23を介してA/Dバッファ24に格納し、メモリアク
セス要求情報についてはREQレジスタ22を介してR
EQバッファ25に格納する。この際、TAS要求であ
れば、A/Dレジスタ21のデータフィールドの内容が
ゲート回路23によってセットデータに変換されて、A
/Dバッフ・ア24に格納されることは前記した通りで
ある。
そして、メモリビジー中にA/Dバッファ24゜REQ
バッファ25に格納されたアドレス/データ。
メモリアクセス要求情報は、メモリビジーが解除される
と(ここでは、セットデータ書込みのためのメモリサイ
クルが終了すると)、その先頭から順に取出されて後続
のメモリアクセスサイクルに用いられる。このとき、対
応する要求情報中に論理“1”のTAS信号が含まれて
いる場合には、前記した場合と同様にフリップフロップ
33がセットされ、TAS要求に伴うメモリリードサイ
クルが終了すると再びA/Dバッファ24.25内の同
一の情報が用いられて、今度はセットデータ書込みのた
めのメモリライトサイクルが行われる。
なお、前記実施例では、セットデータがゲート回路23
から生成出力されるものとして説明したが、これに限る
ものではない。例えば、セットデータを予め保持するス
イッチ等の手段と、この手段に保持されているセットデ
ータおよびA/Dレジスタ21のデータフィールドの内
容のいずれか一方をREQレジスタ22からのTAS信
号に応じてA/Dバッファ24へ選択出力するMUX 
(マルチプレクサ)を設けることも可能である。
[発明の効果] 以上詳述したようにこの発明によれば、プロセッサから
のTAS (テスト・アンド・セット)要求時には、主
記憶の或る特定番地からのテストデータの読出し並びに
その読出しデータのTAS要求プロセッサへの送出と、
所定のセットデータを上記特定番地の内容に無条件で書
込むデータ書込みとが、TAS、要求プロセッサにとっ
ては1回のメモリアクセスで行われる。このため、プロ
セッサ側のTAS手順が簡単になり、且つ従来のように
リードしたテストデータを調べてからTAS要求プロセ
ッサがセットデータの書込みを要求する方式に比べてT
AS処理が高速となる。また、TAS要求プロセッサの
システムバス専有期間が短くなるため、システムバスの
利用効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
、第1図はこの発明を適用する主記憶制御装置の一実施
例を示すブロック構成図、第2図は第1図の主記憶制御
装置を備えたマルチプロセッサシステムのブロック構成
図である。 11・・・主記憶(MM) 、12・・・メモリバス、
13・・・プロセッサ、14・・・システムバス、15
・・・主記憶制御装置(MM制御装置)、23・・・ゲ
ート回路、24・・・A/Dバッファ24(アドレス/
データバッファ)、25・・・RE Q /(ッファ(
要求情報バッファ)、26゜27・・・マルチプレクサ
(MUX) 、28・・・排他的論理和回路(EXOR
)  31・・・リードデータレジスタ(RDレジスタ
)、32・・・レスポンスレジスタ(R8Pレジスタ)
、33・・・フリップフロップ、36・・・バッファコ
ントローラ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 システムバスに接続された複数のプロセッサ間で主記憶
    の或る特定番地に設定されるセットデータまたはリセッ
    トデータにより排他制御を行うマルチプロセッサシステ
    ムにおいて、 上記プロセッサからのテスト・アンド・セット要求の伝
    達に供される上記システムバス上に設けられたテスト・
    アンド・セット要求線と、上記テスト・アンド・セット
    要求線を介して伝達される上記テスト・アンド・セット
    要求に応じて上記主記憶の或る特定番地からのデータ読
    出しを要求し、この要求に応じて上記特定番地のデータ
    が返された場合に上記テスト・アンド・セットを要求し
    たプロセッサから独立に所定のセットデータを上記特定
    番地に書込むためのデータ書込みを要求するリードモデ
    ィファイライト制御手段と、上記返された特定番地のデ
    ータを上記テスト・アンド・セット要求プロセッサに送
    出する手段とを具備し、プロセッサからの1回のメモリ
    アクセスでテスト・アンド・セット処理を行うようにし
    たことを特徴とするテスト・アンド・セット方式。
JP27559288A 1988-10-31 1988-10-31 テスト・アンド・セット方式 Pending JPH02121053A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7174434B2 (en) 2001-02-24 2007-02-06 International Business Machines Corporation Low latency memory access and synchronization
US7529895B2 (en) 2003-08-22 2009-05-05 International Business Machines Corporation Method for prefetching non-contiguous data structures

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US7174434B2 (en) 2001-02-24 2007-02-06 International Business Machines Corporation Low latency memory access and synchronization
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