JPH03118649A - メモリーサブシステム入力キュー - Google Patents

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】 灸匪旦分１ 本発明は、複数のノードによって共有されるメモリー資
源を有するデータ処理システムに於けるメモリー記憶管
理に関係し、特に、共有されるメモリー資源からのデー
タに対する読出し及書込み命令を管理するための方法及
び回路に関する。この様な命令は、同じデータバス上に
「書き戻しく　ｗｒｉｔｅ−ｂａｃｋ　）Ｊキャッシュ
、「書き通しくｗｒｉｔｅ−ｔｈｒｏｕｇｈ）　Ｊキャ
ッシュの組み合わせを有するノード又はキャッシュを有
さないノードから発生される。

Ｒ１Ｕど１景 −つ以上のメモリー資源からのデータの共用のための複
数のノード及び共通データを含むデータ処理システムが
、共用されるメモリーからのデータを記憶及び処理する
ためのそれ自身のメモリー「キャッシュ」を有するノー
ドを含む。データ処理システム内の「ノード」とは、中
央処理ユニット（ＣＰＵ）及び入力／出力装置の様な同
じメモリー資源に結合する一義的に識別可能な構成要素
である。共用メモリーは共通データバスを介してノード
と一般的にインターフェースを介して接続される。この
様なキャッシュを有するノードは共用メモリーとインタ
ーフェースを介して接続されて、ノードがアクセスして
取得するデータブロックが如何なるノードでも利用可能
とならばならない。このために、ノードは「書き通し」
又は「書き戻し」キャシュの何れかを有することができ
る。

書き通しキャッシュを有するノードは、データの成るブ
ロックを利用する必要があることを決める時、このノー
ドは、共用メモリー内のブロック位置に対して読出し命
令を実行する。これは、共用メモリー内のそのブロック
の「ブロック状態」を変化しない。データブロックの「
ブロック状態」とはデータブロックの「解放」又は「所
有」の様ななスティタスを示す。

データがノードキャッシュ内にある場合、そのノードか
らのそのデータブロックの読出しはキャッシュコピーを
参照するが、データブロックに対する書込みは共用メモ
リー内の元のデータプロ・ツクを更新する。書込み命令
はメモリー内の共用データブロックを更新するが、デー
タのブロック状態は変更しない。その名が示唆する様に
、ノードはキャッシュを通して、共用メモリーへ書込み
を行う。

２つ以上のノードが同時にデータの同じブロックをキャ
シュする場合がある。全てのキャシュ動作するノードは
、対応するキャシュ内にコピーを有するブロックに向け
られた書込み命令に関してバスをモニターする。キャシ
ュされたデータブロックに対する書込み命令が検出され
ると、それらのキャシュ内にコピーを有する全ノードが
、そのコピー上で無効操作を達成して、そのコピーはも
はや使用出来ない。全てのノードが、それらのキャシュ
コピーがもはや使用できなくなった後、データを読み出
す必要がある場合、それらノードは、共用メモリー内の
データブロックに読出し命令を送って、「クリーン」コ
ピーを受信する。書き通し」キャッシュ手法に於いて、
キャシュ及び共用メモリー間のデータ転送は、共用メモ
リーデータブロックのブロック状態を変化する。

書き戻しキャシュを有するノードが、データの成るブロ
ックを利用する必要がある時、共用メモリー内のブロッ
ク位置上で所有権読出しを行うことのできる一つの方法
は、データがノードキャシュ内にある場合、共用メモリ
ー内のブロックのブロック状態を「所有」に設定する。

データがＣＰＵキャシュ内にある場合、データブロック
に対する読出し及び書込みの両方が、キャシュコピーを
使用する。書込みはデータのキャシュコピーを更新する
が、共用メモリーコピーは更新しない。他のノードが共
用メモリーのそのブロックを所有することを欲するので
、ノードがブロックの「所有否定」を行わなければなら
ない時、又は所有を行うノードがそのブロックにアクセ
スすることを終了する時に、共用メモリーコピーが更新
される。

書き戻しキャシュ動作手法に於いて、キャシュ及び共用
メモリー間のデータ転送が、共用メモリーブロックのブ
ロック状態に影響を及ぼす。ブロック状態は、ノードが
データブロックを「借りる」場合に「所有」に設定され
、ノードがデータブロックを「戻す」場合ブロック状態
は「解放」に設定される。

書き戻しキャシュを有するノードがデータブロックを「
借り」、ブロック状態を「所有」に設定する時、ノード
がデータブロックの公認のコピーのみを有することをノ
ードは想定する。書き通しキャシュを有するノードは同
じデータブロックをそのキャシュ内に引き込もうと試み
る場合、２つのキャシュ手法の前の記述から、データブ
ロックの完全性が失われていることが明らかである。

如何なる種類のメモリーキャシュも有さないノードは共
有メモリー内に記憶されるデータ上で直接作動する。こ
の様なノードは、書き戻しキヤ、ソシュを有するノード
を含むシステム内で使用される共用データの「所有権」
を認めなく、従ってこれらノードは、要求されたデータ
が他の一つのノードによって更新される時を識別出来な
い。

発明の要約 本発明は、共用メモリー資源を、共用データバスを有す
るデータ処理システム内の上述された全てのノード形態
で使用できるようにすることにある。共用メモリーに対
する特定の入力キュー（待ち）行列は、書き通しキャシ
ュを採用するノードからの、書き戻しキャシュを採用す
るノードからの、及びキャシュを全（有さない両ノード
からの命令を認識する。入力キューは受信された各読出
し又は書込み命令に対する命令アドレス及び対立解決状
態を指定して、この命令、状態を別々に記憶し、書込み
命令の場合は、書込み及び関連するマスクデータを記憶
する。「書き戻し」キャシュを有するシステム内のノー
ドからの後で潜在的に対立する「所有権」命令に「所有
否定」命令が続くまで、記憶された命令が、読出し及び
書込み命令を記憶するために順番に配置される。しかし
ながら、命令が処理され、対応するデータがメモリー内
に書き込まれ、この様に書き込まれたメモリーのマスキ
ングデータがマスクバッファーに記憶される。「所有否
定」命令が実行される時、マスクバッファー内に記憶さ
れた位置内に書き込まれたデータは、所有否定書込み操
作中に再書込みされず、互換性が保証される。「所有権
」読出し命令と競合する命令アドレスを有する読出し命
令は、「所有権」読出し命令が処理されるまで、延期さ
れる。

及皿■ 第１図は、本発明に従うメモリー人カキューシステム２
の一般ブロック図である。入力キューシステム２は、こ
れに関連する共用メモリー資源（図示せず）に対するデ
ータ処理システム（図示せず）からの読出し及び書込み
命令を受信するための命令／アドレスキュー４を有する
。

命令／アドレスキュー４は、複数の命令／アドレススロ
ット８を有する命令／アドレスを有している。各スロッ
トの一つは、一つの完全な読出し又は書込み命令に関係
する情報を保持することができる。第１図に於いて、命
令／アドレスバッファー４は１２個のスロット８を有し
て示されているが、如何なる数のスロット８を使用する
ことができ、これは設計事項である。各スロット８内の
情報は、命令の形態、命令の長さ、命令の識別、命令ア
ドレス、入力データ記憶ポインター情報、及び命令ステ
ィタスを示す。表１はこの目的のために好適なフィール
ドの構成の一つを示す。

表１ 命令識別（ＩＤ） 適当な命令の識別 入力キューシステム２はまた入力データマスクキュー１
０を含む。入力データマスクキュー１０は複数のマスク
スロット１４を有する入力データマスクバッファ−１２
を有する。各スロット１４は、命令／アドレスキュー１
４内の命令／アドレスバッファー６のスロット８の一つ
内の対応する書込みコマンドによって修正されるべきメ
モリー語に関する情報に対して予約される。入力データ
マスクバッファ−１２が、第１図内１２個のスロットを
有するとして示され、命令／アドレスバッファー６内の
スロット８の各々に、入力データマスクバッファ−１２
内のスロット１４の対応する一つが供給されるが、入力
データマスクバッファ−１２は、命令／アドレスバッフ
ァー６内により多くの又は少ない数のスロット８を有す
ることに応じて、より多（の又は少ないスロット１４を
もつことができる。これは設計事項である。

入力キューシステム２はまた書込みデータキュー１６を
含む。書込みデータキュー１６は複数のデータスロット
２０を有する書込みデータバッファー１８を有する。デ
ータバッファー１８内のスロット２０が、メモリーに書
き込まれるべき書込みデータに割り当てられ、対応する
書込み命令が命令／アドレスキュー４内にある。第１図
では２４個のスロット２０を有しているが、データバッ
ファー１８は、設計によってより多く又はより少ない数
にすることができる。

第２図は、命令／アドレスキュー４が入力データマスク
キュー１０及び書込みデータキュー１６とどの様にして
インターフェースを介して結合するかの例を示している
。命令／アドレスバッファースロット８の各々はマスク
スロット１４の対応する一つに対するマスクポインター
２２を有する。

命令／アドレススロット８の一つ内の命令が書込み命令
である場合、命令／アドレススロット８と関連するマス
クスロット１４は、命令に従属するメモリー語のどのバ
イトが修正されるかを正確に決める対応マスクデータを
含む。命令／アドレススロット８内の命令が読出しの形
態である場合、命令／スロット８に関連するマスクスロ
ット１４の一つの内のデータは意味を有さず、第２図内
のマスクポインター２２の一つに各々関連する点線の矢
印によって表現される。

書込み命令を含む命令／アドレスキュー４の命令アドレ
スバッファー６内の命令／アドレススロット８は、書込
みデータキュー１６の書込みデータバッファー１８内の
書込みデータスロット２゜の対応する一つを指し示す書
込みデータポインター２４に関連する。データポインタ
ー２４の対応する一つが指し示す書込みデータスロット
２ｏの一つカ、命令／アドレススロット８の一つ内の対
応する命令に対する連続する書込みデータスロット２０
の可能な配列の第１のものを表現する。命令／アドレス
スロット８内の読出し命令はデータポインター２４の対
応するものを有さない。これは、読出し命令に関連する
書込みデータを有さないからである。

第２図は、命令アドレスバッファーキュー４内の命令／
アドレスバッファー６のスロット８内ヘロードされる種
々の命令を示す。「スロット０」として示されるスロッ
ト８の第１のものは、［ＤＷＭＡＳＫＪと示される命令
形態フィールド内の「所有否定」命令を有する。この命
令に対するメモリーアドレスは命令アドレスフィールド
内にｒｏ０２０ＡＪとして示される。書き込まれるべき
データの長さは、命令長フィールド内でｒＨＥＸＡＪと
して示される１６進数として示される。

ＣＰＵの様な命令を作り出すエントリーの識別は命令Ｉ
Ｄフィールド内で「ＯＡ」として示される。

「スロット０」として示されるスロット８のスティタス
は、命令スロットスティタスフィールド内でｒＮＥＷＪ
として示される。このデータが書き込まれるべき書込み
データキュー１６の書込みデータバッファー１８内の書
込みデータスロット２０の指示されたものは、第１デー
タ語ポインターフィールド内で「２」として示される。

これは、「スロット２」としてラベルされた書込みデー
タスロット２０の一つを意味する。

この場合、「スロット０」と指定されたスロット８はマ
スクポインター２２の一つを有し、これは入力データマ
スクキュー１０の入力データマスクバッファ−１２内の
入力データマスクスロット１４の対応する一つを指し示
している。「スロット０」と指定されたスロット１４は
一つの６語に対して３２ビツトのマスクデータ、即ち３
２バイトの書込みデータ長を有し、書込みデータバッフ
ァー１８内のスロット２ｏの指定されたものから始まる
書込みデータによって修正されるべき指定「スロットＯ
」であるべきスロット８内でアドレスされたメモリー語
のバイトを指定する。マスクデータの各ビットは書込み
データの１バイトを表している。書込みデータが「スロ
ット２」と指定されるスロット２ｏで始まり、書込みデ
ータ長が１６語、即ち３２バイトであるので、書込みデ
ータは、このデータと関連する「スロット２」と指定さ
れたスロット２ｏがらの連続スロットの数に渡って広が
る。第２図において、書込みデータスロット２０の各々
は、８バイト長を有するとして示されている。従って、
「スロット０」と指定されるスロット８内の書込み命令
に対する書込みデータは、「スロット２」と指定される
スロット２０から「スロット５」と指定されるスロット
２゜までにまたがる。

「スロット０」と指定されるスロット８内の命令に対す
る「所有否定」指示は、その命令が、識別されたアドレ
スから出発する「チエツクされた」データを有するシス
テム内の書き戻しキャシュを有するノードからのもので
あり、「チエツクされたＪデータを修正することを含む
この書込み命令を伴うそれの所有を否定することを示す
。ｒＮＥＷ」スティタスは、この命令が入力キューシス
テム２にロードされ、共用メモリー（図示せず）がもは
や前の命令でビジーにされない時、先入れ、先出しくＦ
ＩＦＯ）で処理されるのに準備されていることを意味す
る。

命令／アドレスバッファー６内の「スロット１」として
識別されるスロット８の第２のものが、ｒＯＲＥＡＤ」
として指定される命令形態フィールド内に「所有権読出
し」命令を有する。この命令に対するメモリーアドレス
は命令アドレスフィールド内にｒｏｌｃＯ４Ｊとして示
される。読み出されるべきデータ長は命令長フィールド
内で６語として示される。この命令を作り出すエントリ
の識別子が命令ＩＤフィールド内に「１１」として示さ
れる。「スロット１」として指定されるスロット８のス
ティタスが、命令スロットスティタスフィールド内に「
ＮＥＷ」として示される。これは、読出し命令であるの
で、第１のデータワードポインターフィールド内に書込
みデータポインターの指定はない。読出し命令であるの
で、「スロット１」と指定された入力データマスクバッ
ファ−１２の入力データマスクスロット１４に対するマ
スクポインター２２が点線矢印で示されており、マスク
データは「スロットｌ」として指定されるスロット１４
内には示されない。

「スロットｌ」として示されるスロット８内の命令に対
する「所有権読出し」の指示は、その命令が、指定され
たアドレスから始まる指示されたデータ長のデータをチ
エツクするシステム内に書き戻しキャッシュを有するノ
ードからのものであることを意味する。また、「ＮＥＷ
」スティタスは、命令が入力キューシステム２にロード
され、処理されるのに準備されていることを意味する。

命令／アドレスバッファー６内の「スロット２」として
識別される第３のスロット８は、命令形態フィールド内
にｒＷＭＡｓＫ」として指定される「書込み」命令を有
する。この命令に対するメモリーアドレスは命令アドレ
スフィールド内に「２００００Ｊとして示される。書き
込まれるべきデータ長は、命令長フィールド内に８語即
ち１６バイトとして示される。命令を作り出すエントリ
ーの識別は、命令ＩＤフィールド内で「１０」として示
される。「スロット２」と示されるスロット８のスティ
タスは、命令スロットスティタスフィールド内でｒＮＥ
Ｗ」として示される。書き込まれるべきデータを有する
データスロット２０の指定された一つが、第１データ語
ポインターフィールド内で「６」として示される。これ
は、関連するポインター２４が「スロット６」とラベル
される書込みデータスロット２０の一つを指し示すこと
を意味する。

この場合、「スロット２」と示されるスロット８はマス
クポインター２２を有している。このポインターは、入
力マスクキュー１０の入力データマスクハラファー内の
入力データマスクスロット１４の対応する一つを指し示
している。「スロット２」と示されるスロット１４は、
６語長の書込みデータに対する３２ビツトのマスクデー
タを有している。この６語長の書込みデータは、書込み
データバッファー１８内のスロット２０の指定された一
つで始まる書込みデータによって修正されるべきスロッ
ト８内で呼び出されるメモリー語のバイトを示している
。書込みデータは、「スロット６」と示されるスロット
２０で始まり、書込みデータ長が８語即ち１６バイドで
あるので、書込みデータが、各スロットが８バイト長で
あるので、「スロット６」と示されるスロット２０から
「スロット７」と示されるスロット２０までわたる。

「スロット２」と示されるスロット８内の命令に対する
「書込み」指示は、この命令がノードの一つからの命令
であることを示す。ｒＮＥＷ」スティタスは、命令が入
力キューシステム２内にロードされ、処理されるのに準
備されていることを意味する。

命令／アドレスバッファー６内で「スロット３」と示さ
れる第４のスロット８は、ｒＲＥＡＤＪとし示される命
令形態フィールド内の「読出し」命令を有する。この命
令に対するメモリーアドレスは、命令アドレスフィール
ド内にｒＡＢｃＤＥ」として示される。読み出されるべ
きデータ長が、ｒＱＵＡＤ」として示される命令長フィ
ールド内で４語として示される。命令を作り出すエント
リの識別子は、命令ＩＤフィールド内で「２Ｆ」として
示される。「スロット３」と示されるスロット８のステ
ィタスが命令スロットスティタスフィールド内でｒＷＡ
ＩＴＪと示される。第１語ポインターフィールド内に書
込みデータポインターの指示はない。これは、読出し命
令であるからである。読出し命令であるので、「スロッ
ト３」と示される入力データマスクバッファ−１２の入
力データマスクスロット１４に対するマスクポインター
２２が、破線矢印で示され、「スロット３」と示される
スロット１４内には、マスクデータが示されない。

「スロット３」と示されるスロット８内の命令に対する
「読出し」指示は、その命令がノードの一つからの読出
し命令であることを意味している。

ｒＷＡＩ　ＴＪスティタスは、「ＮＥＷ」状態にある間
にこの命令がすでに処理され、成る理由でまだ継続して
いることを意味する。この命令のスティタスは、「スロ
ット３」と示されるスロット８が終了する準備ができて
いる時に、一致状態に変化する。

命令／アドレスバッファー６内の「スロット４」として
示される第５のスッロト８は、命令形態フィールド内に
、ｒＷＭＡＳＫｌと略称される「書込み」命令を有する
。この命令のメモリーアドレスは命令アドレスフィール
ド内でｒＡＢｃＤＥ」と示される。書き込まれるべきデ
ータ長が命令長フィールド内で４語で示される。命令を
作り出すエントリーの識別子が、命令ＩＤフィールド内
に「３Ａ」として示される。「スロット４」と示される
スロット８のスティタスは、命令スロットスティタスフ
ィールド内にｒＷＡＩＴＪと示される。

第１のデータ語ポインターフィールド内には書込みデー
タポインターフィールドが無いが、これはこの命令が「
ＷＡＩＴ」スティタスによって示される様にすでに処理
されているからである。

「スロット４」として示されるスロット８は、入力デー
タマスクキュー１０の入力データマスクバッファ−１２
内の入力データマスクスロット１４の対応する一つを指
し示す一つのマスクポインター２２を有する。「スロッ
ト４」として示されるスロット１４はスロット８内でア
ドレスされたてメモリー語のバイトを識別する６語長の
マスクデータを有している。このデータは「スロット４
」と示されるスロット８内の書込み命令に対応する書込
みデータによって修正されてる。勿論、この命令はすで
に処理されていて、データは修正されている。従って、
「スロット４」と示されるスロット１４内のこの命令に
対するマスク情報は、アドレスメモリーの何れのバイト
がこの命令の処理によって修正されたかを示す。

命令／アドレスバッファー６内で「スロット５」と示さ
れる６番目のスロット８は、ｒＲＥＡＤＪと示される命
令形態フィールド内の「読出し」命令を有している。こ
の命令に対するメモリーアドレスが、命令アドレスフィ
ールド内にｒｏ　ｌ　ＯＩＥ」として示される。読み出
されるべきデータ長は、ｒＯｃＴＡＪと示される８語で
示される。命令を作り出すエンテイテイーの識別子が、
命令ＩＤフィールド内で「３４」として示される。「ス
ロット５」と示されるスロット８の状態は、命令スロッ
トスティタスフィールド内にｒＮＥＷＪと示される。第
１のデータ語ポインターフィールド内に書込みデータポ
インター識別子がないが、これは、読出し命令のためで
ある。読出し命令であるので、「スロット５」として示
される入力データマスクバッファ−１２の入力データマ
スクスロット１４に対するマスクポインター２２が破線
矢印として示され、マスクデータは、「スロット５」と
して示されるスロット１４内に示されない。

命令／アドレスバッファー６内の「スロット６」から「
スロット１１」として示されるスロット８の残りの６個
の全てが、対応する命令スロットスティタスフィールド
内でｒＦＲＥＥ」として示される状態を有する。他のフ
ィールドは空である。

ｒＦＲＥＥ」状態は、これらスロット８がＦＩＦＯの順
序で新たな命令を受けるのに準備できていることを意味
する。新たな命令が入力キューシステム２にロードされ
る野で「スロット６」として示されるスロット８が命令
を記憶し、状態が「ＮＥＷＪに変化する。同様にして、
次の命令が入力キューシステム２にロードされる時、「
スロット７」と示されるスロット８がこの次の命令を記
憶し、この状態が「ＮＥＷ」に変化する。「スロット７
」と示されるスロット８内に記憶される命令が処理され
る。同様に、「スロット８」から「スロット１１」とし
て示されるスロット８が、入力キューシステム２内にロ
ードされる付加的な命令を記憶し、処理する。

第３図は、入力キューシステム２の簡単化されたブロッ
ク図であり、主要な要素だけが示されている。要素間で
データフィールドを接続するラインが、全データフィー
ルドに適合する複数のラインからなる。各命令は、入力
記憶バッファーシステム２８の特定の命令記憶スロット
２６内にロードされる。各命令は、命令ヘッドポインタ
ーキュー３２の対応する入力ポインタースロット３０内
の識別子によって参照される。命令ヘッドポインターキ
ュー３２の出力上のポインター識別フィールドが、ライ
ン３６上の決定マルチプレクサ−３４の入力に送られる
。決定マルチプレクサ３４の出力からの命令選択フィー
ルドが、ライン４０上の命令選択マルチプレクサ３８の
選択入力に送られる。選択マルチプレクサ３８が、入力
記憶バッファー２８内のスロット２６の各々に結合する
複数の入力記憶スロットライン４２を選択する。入力記
憶バッファー２８は、ライン４０上の命令選択フィール
ドに対応する命令アドレスフィールドを有する。選択マ
ルチプレクサ３８は、出力フィールドを、キューライン
４４のヘッド上に選択されたスロット２６に記憶された
命令で生成する。

ライン４４上に出力される命令が次に処理されるスロッ
ト２６の各々がそれに関連する命令アドレスを有してい
る。一つの命令を含むスロット２６の全てのアドレスが
、スロット２６の各々からの複数の比較ライン４８を介
して、ライン４４に結合される命令出力信号ライン５１
を介して比較回路４６内のキューラインのヘッド上の命
令のアドレスと比較される。入力記憶バッファー２８の
スロット２６内の命令アドレスの何れかが、ライン５１
を介してキューライン４４のヘッド上の命令アドレスの
アドレスと一致する時、比較器回路４６の出力が、一致
を、ライン５０を介して入力ポインター決定マルチプレ
クサ−３４に示す。この点で、不一致が入力キューシス
テム２上で結果されると、マルチプレクサ−３４は新た
な入力ポインターキュー３２を外し、代わりにライン５
４を介してマルチプレクサ−３４に結合する不一致解消
回路５２を選択する。不一致解消回路５２が、キューラ
イン４４のヘッド上の命令フィールド上のアドレスに一
致する命令アドレスの各々を、スロット２６のスロット
アドレスの順番で、最低のアドレスを最初にして選択す
る。一致する命令アドレスの各々が、関連する読出し命
令が達成されると直ぐにクリアーされ、従って、全ての
アドレスが一致する再に比較回路４６がマルチプレクサ
−３４が不一致解消回路５２を外して新たな入力ポイン
ターキュー３２を再び選択するように選択する。

第４図は、命令が入力キューシステム２にロードされ、
これから処理される仕方を示している。

命令は、第３図内に示される回路命令ヘッドポインター
キュー３２の複数のスロット３ｏ内に順次ロードされる
。１２個のスロット３ｏが第４図に示されるが、より多
い又はより少ない数のスロット３０が使用できる。命令
が、スロット３ｏの最低の自由端に対する各命令を順次
示すティルポインター６０の指示に従ってロードされる
。それぞれ値「５」及び「１」を含むポインター６０及
び６２のティル端上のボックスは、ポインターが示すス
ロット３０のアドレスを単に表現する。新たな命令が、
ヘッドポインター６２の指示に従って順次処理される。

このヘッドポインター６２は命令エントリーを有するス
ロットの最低のものに各命令を順次指示する。解決され
た命令は、新たな命令の間に介在できる。

入力キューシステム２は、複数の命令ノ＜・ソファ−ス
ロット６６を有する命令バッファーアレイ６４を有して
いる。１２個の命令バッファースロット６６をか示され
るが、より多くの又はより少ないスロット６６を使用で
きる。スロット３０と同様により多くまたはより少ない
数のスロ・ソト６６を使用することができる。各ポイン
ター６８が指し示す命令バッファースロット６６が命令
アドレス、命令形態、スティタス、長さ、ノードＩＤ及
び命令ヘッドポインターキュー３２内に記憶された同じ
スロットアドレスを有する命令に対するマスク情報を含
む。命令バッファーアレイ６４は、機能的に、入力命令
／アドレスキュー４、入力データマスクキュー１０と同
等である。

第５図は、主要な要素が相互結合する仕方を示す第１図
内の好適な実施例のプロ・ツク図である。

要素間でデータフィールドを接続するラインは、実際は
複数のラインからなり、全データフィールドと適合する
。第３図に示される命令へ・ソドポインターキュー３２
は、命令／アドレスキュー４ζこ含まれる。命令が入力
キューシステム４によって受信される時、この命令は、
第１図に関連して記述される様に、命令／アドレスノく
・ソファ−６、入力データマスクバツファ−１２及び入
力データノくソファ−１８にロードされる。同時に、命
令／アドレスバッファー６のスロット内の各命令のスロ
ットアドレスが、命令へ・ソドポインターキュー３２の
スロット３０の対応する一つに導入される。

命令ヘッドポインターキュー３２のへ・ソドのスロット
アドレスフィールドは、ライン３６を介して２つの入力
マルチプレクサ−３４の一人力に送られる。マルチプレ
クサ−３４は通常はライン３６を選択し、ライン４０上
の出力上を介してライン３６上にスロットアドレスフィ
ールドを通過する。

ライン４０上のスロットアドレスフィールドが、複数の
マルチプレクサ入力を有する命令／アドレスマルチプレ
クサ３８の選択入力に送られる。第５図に於いて、命令
／アドレスマルチプレクサ−３８は、１２個のマルチプ
レクサ−人力を有しており、命令／アドレスバッファー
６内の各スロット８に対して個別の入力を提供している
。命令／アドレスマルチプレクサ−３８が各スロット８
に対して最小−つの入力を有する限り、命令／アドレス
バッファー６内のスロットの数に応じ、より多くの又は
より少ない数の入力を使用することができる。スロット
８の各々は、複数のライン４２を介してマルチプレクサ
−３８の入力の一つに結合される。マルチプレクサ−３
８は、マルチプレクサ−３４からのライン４０からのフ
ィールドと付き合わされるスロットアドレスフィールド
を有するスロット８の一つを選択する。マルチプレクサ
３８は、ライン４４上にスロット８の選択された一つの
命令の命令形態、アドレス、長さ、ノードＩＤ及びステ
ィタスデータを通過する。こ０命令及びアドレスデータ
は、命令／アドレスキュー４のヘッドに対する出力であ
る。

同時に、ライン４４上の命令及びアドレスデータはライ
ン５１を介して比較器回路４４の参照入力に転送される
。比較器回路４６は複数の比較器入力及び出力を有し、
命令アドレスバッファー６内のスロットの数と少なくと
も同数の比較入力及び出力がある。第５図に於いて、比
較器回路４６は１２個の比較人力及び１２個の比較出力
、及び一つの参照人力を有している。スロット８の各々
は、複数のライン４８の一つを介して比較器回路４６の
比較器入力の一つに結合されている。比較器回路４６は
、ライン５１を介して参照人力に送られた命令アドレス
を、スロット８内の命令の各々の命令アドレスと比較す
る。一致する場合は、一致する命令アドレスに対するス
ロット８のスロットアドレスは、比較出力の対応する一
つを通し、複数のライン８９を介して一致バッファー内
の複数の一致スロット８６の対応するものに送られる。

一致バッファ−８８は、命令／アドレスバッファー６内
のスロットの数と少なくとも同数のスロット８６を有す
る。第５図に於いては、１２個のスロット８６が示され
る。

スロット８８の各々は、命令／アドレスキューのヘッド
の命令のアドレスと一致する対応する命令の形態を記憶
する。この結果、一致が、読出し一致、書込み一致、所
有否定書込み一致であるか識別できる。一致するスロッ
トアドレスは、一致バッファ−８８のスロット８°６の
最低スロットアドレスから連続的に読み出される。各ス
ロットアドレスは、ライン５４を介してマルチプレクサ
３４の第２人力に送られる。一致バッファ−８８は複数
のライン９２の対応する一つを介してスロット８６の各
々から読み出された命令の形態を識別する。この命令形
態のデータは、データバス１００を介して読出し一致ゲ
ート回路９４、書込みゲート回路９６及び所有否定書込
みデート回路９８へ転送される。また、比較器回路４６
は、一致するアドレスを有するスロット８からの各々か
らの命令を、直接スロット８からデータバス１００へ転
送するように構成される。

読出し一致があるところで、読出し一致ゲート回路９４
はその出力に選択信号を供給する。この出力は、ライン
５０を介してマルチプレクサ３４上の選択入力に結合し
ている。ライン５０上の信号は、新たな命令ヘッドポイ
ンターキュー３２からのライン３６上のスロットアドレ
スの代わりに、マルチプレクサ３４に、ライン５４上の
一致バッファー８８からスロットアドレスを選ばせる。

マルチプレクサ−３４は次にライン５４上のスロットア
ドレスを、ライン４０を介して命令／アドレスマルチプ
レクサ−３８の選択入力に通過する。

マルチプレクサ−３８は次に対応するスロットアドレス
により、命令／アドレスバッファー６のスロット８を選
択する。この様にして、読出し一致の検出は、命令の処
理の順番を、命令ヘッドポインターキュー３２によって
構成される順番から、一致バッファ−８８のスロット内
の一致の順番に変更する。

書込み命令は入力キューシステム２から適当なマスクデ
ータ及び入力データの選択を含む。これは、処理の順番
を変更しない。ライン４０上のスロットアドレスが、ラ
イン１０６を介して、複数のマルチプレクサ−人力を有
する第１のマスクマルチプレクサ−１０４の選択入力へ
送られる。マルチプレクサ−１０４は、入力データマス
クバッファ−１２内のスロットの数と少なくとも同数の
マルチプレクサ−人力を育する。第５図において、マル
チプレクサ−１０４は、１２個の入力を有し、人力デー
タマスクバッファ−１２のスロット１４の各々は、複数
のライン１０８の対応する一つを介してマルチプレクサ
−１０４のマルチプレクサ−人力の一つと結合している
。マルチプレクサ−１０４は、ライン１０６上のアドレ
スと一致するスロットアドレスを有するスロット１４の
一つを選択し、その出力を通してライン１１０へ選択さ
れたスロット１４に対するマスクデータを通過する。従
って、ライン１１０上のマスクデータはライン１１４上
の命令／アドレスデータに対応する。

ライン４０上のスロットアドレスは、複数のマルチプレ
クサ−人力を有するデータポインターマルチプレクサ−
１１４の選択入力へ送られる。マルチプレクサ−１１４
は、命令／アドレスバッファー６内のスロット８の数と
少なくとも同数のマルチプレクサ−人力を有する。第５
図に於いては、マルチプレクサ−１１４は１２個の入力
を有している。各マルチプレクサ−人力は、複数のライ
ン１１８の対応する一つを介してスロット８からの情報
を受信する。マルチプレクサ−１１４は、ライン１１６
上のスロットアドレスと一致するスロットアドレスを有
するスロット８の一つを選択し、選択されたスロットか
らのデータポインターデータをライン１２２を介して公
知のロード／増分論理回路１２０の入力へ通過する。ロ
ード／増分論理回路１２０は、先ずライン１２６上の論
理入力に送られた増分論理制御フィールドに応答して、
ライン１２４上の出力を通してライン１２２上にデータ
ポインターデータをロードする。増分論理制御フィール
ドが公知の増分論理制御回路（図示せず）によって供給
される。

ライン１２４上のデータポインターが、複数のマルチプ
レクサ−人力を有する入力データマルチプレクサ−１２
８の選択入力へ送られる。マルチプレクサ−１２８は書
込みデータバッファー１８内のスロットの数と少なくと
も同数のマルチプレクサ入力を有している。第５図にお
いて、マルチプレクサ−１２８は２４個のマルチプレク
サ−を有しており、各マルチプレクサ−人力は複数のラ
イン１３０の対応する一つを介してスロット２０の一つ
と結合している。マルチプレクサ−１２８は、ライン１
２４上のデータポインターデータと一致するデータポイ
ンターデータでスロット２０の一つを選択する。マルチ
プレクサ−１２８は、選択されたスロット２０からの入
力データをライン１３２上の出力に通過させ、ライン１
３２は書込みキュー１６のヘッドとして機能する。増分
論理回路１２０は、ライン１２４上のデータポインター
データの値を、スロット毎に循環シーフェンスで増分し
、スロット２０のスロットアドレスがデータとして循環
され、スロット２０の各々からライン１３２へ転送され
る。これはライン１２６上の増分論理制御フィールドに
よって達成される。

一致バッファ−８８がスロットの８６の一つから書込み
命令を識別し、ライン４４上のキューヘッド命令は書込
み命令である時、書込み一致ゲート回路９６は、命令／
アドレスバッファー６のスロット８対応する一つ内の書
込み命令のスロットアドレスに対応するライン１３４上
にスロットアドレスフィールドを発生する。ライン１３
４上のスロットアドレスは、単一のマルチプレクサ−人
力及び複数の出力を有するマスクデータデマルチプレク
サ−の選択入力に送られる。デマルチプレクサ−１３６
は入力データマスクバッファ−１２内のスロット１４の
数と少なくとも同数の出力を有している。デマルチプレ
クサ−１３６の出力の各々は、複数のライン１３８の対
応する一つを介してスロット１４の異なる一つと結合す
る。ライン１１０上のマスクデータが、ライン１４０を
介してデマルチプレクサ−人力に送られる。デマルチプ
レクサ−１３６は、ライン１３４上のスロットアドレス
と一致するスロットアドレスを有するスロット１４の一
つを選択する。この様にして、ライン１４０上のマスク
データが、スロット１４の選択された一つに記憶された
マスクデータと併合する。

一致バッファー８８は、スロット８６の−っがらの所有
否定書込み命令を識別する時、所有否定書込み一致ゲー
ト回路９８が、ライン１４２上にスロットアドレスフィ
ールドを発生する。ライン１４２上のスロットアドレス
フィールドが、複数のマルチプレクサ−人力を有する第
２のデータマスクマルチプレクサ−１５２の選択入力に
送られる。マルチプレクサ−１５２は、入力データマス
クバッファ−１２内のスロットの数と少なくとも同数の
マルチプレクサ−人力を有する。第５図に於いて、マル
チプレクサ−１５２は１２個の入力を有しており、各入
力には、複数のライン１５４の対応するーっを介してス
ロット１４の一つが接続される。

マルチプレクサ−１５２がライン１４２上のスロットア
ドレスと一致するスロットアドレスを有するスロット１
４の一つを選択する。マルチプレクサ−１５２は、選択
されたスロット１４がらノマスクデータをその出力を介
してライン１５６へ送る。ライン１５６上のマスクデー
タは禁止ゲート回路１５８の第１人力に送られる。ライ
ン１４２上の所有否定書込みゲート回路９８がらのイネ
ーブル信号が、ライン１６０を介してゲート回路１５８
の第２の入力に送られる。このイネーブル信号がライン
１６０に現れると、禁止ゲート回路１５８が、その出力
を介してライン１６２上にライン１５６上のマスクデー
タ禁止フィールドを発生する。

ライン１１０上のマスクデータフィールドは、フィルタ
ーゲート回路１６４の第１人力に送られる。ライン１６
２上のマスクデータ禁止フィールドがフィルターゲート
回路１６４の第２人力へ送られる。所有否定ゲート回路
９８がらの信号がない場合、ライン１６２上にマスクデ
ータ禁止フィールドがなく、ゲート回路１６４が、その
出力を介してライン１６６上にマスクデータを発生する
。

しかしながら、イネーブル信号がライン１４２上に出現
すると、ライン１５６上のマスクデータは、ゲート１５
８内にマスクデータ禁止フィールドを発生する。ライン
１１０上のマスクデータに対応するライン１６２上にマ
スクデータ禁止フィールドが存在すると、フィルターゲ
ート回路１６４はすでに書き込まれたマスクデータが、
所有書込み命令期間ライン１６６へ転送されることを防
ぐ。

これは、所有否定書込み命令が、他の書込み命令で書き
込まれたデータ上に重ね書きすることを禁止する。これ
は、先ず、所有否定命令を達成し、次いで突き合わせ書
込み命令を達成することを仮装する。

ライン４４上の命令／アドレスフィールドのより低いア
ドレスが、ライン１７０を介して公知のロード／増分ロ
ジック回路１６８の入力に送られる。ロード／増分論理
回路１６８が、ライン１７４上の増分論理回路１６８の
論理制御入力に送られるロード論理制御信号に応答して
、ライン１７２上に命令／アドレスデータフィールドの
より低いアドレスビットを通過する。増分論理制御信号
が、公知の増分論理回路（図示せず）によって発展され
る。ライン１７２上のアドレスデータは４対１マルチプ
レクサ−１７６の選択入力へ送られる。ライン１６６は
マルチプレクサ−１７６の入力に接続される。マルチプ
レクサ−１７６はライン１６６上のマスクデータのバイ
トを選択する。

このバイト内の各ビットは、ライン１７２上のアドレス
データに対応する４語バイトを表す。マルチプレクサ−
１７６はその出力を通して選択されたマスクデータをラ
イン１７８上に送る。このライン１７８は入力データマ
スクキュー１０のヘッドとして機能する。増分論理回路
１６８は、ライン１７４上の増分論理信号に応答して、
ライン１７２上のアドレスを順次増大し、入力データマ
スクバッファー１２の選択されたスロット１４内のマス
クデータのバイトの各々を順次出力する。

データ処理システムが書き戻しキャシュ、書く通しキャ
シュ及びキャシュ無しノードの混合を含む場合であって
も、上述された本発明に従がうメモリーサブシステム入
力キューが、データ処理システム内の異なるＣＰＵから
の共用メモリー資源によって受信される読出し及び書込
み命令を分類する。入力キューが受信されたキューを記
憶し、所有否定書込み命令が処理されるまでＦＩＦＯ手
法内で順次それらを処理する。

読出し命令が処理された時、位置が所有され、読出し命
令が一次的な「待ち」スティタスを与え、その実行が延
期される。書込み命令が処理された時、位置が所有され
、書込みが進行し、書込み処理、書込み情報及びマスク
データが、現在スロット内の入力キューにセーブされる
。書込みコマンドが一次的な「待ち」スティタスを与え
る。同じアドレスに対する前の書込み命令がすでに「待
ち」スティタスに有る場合、現在書込み命令のマスクデ
ータが前の書込み命令のマスクデータと併合される。「
待ち」状態内の一つの書込み命令のみがそのアドレスに
対して残される。

所有否定命令が処理される時、入力キューが、記憶され
ており、同じ命令アドレスを有する他の受信された命令
の何れかを見出す。書込み形態の一致されたアドレス命
令のマスクデータが、所有否定書込み命令のマスクデー
タが、待ち状態を有する書込み形態の一致されたアドレ
ス命令によって書き込まれたデータに重ね書きすること
を禁止する。

この様にして、書き戻しキャシュを有さず、データブロ
ックの所有権を認識しないノードによって発行される書
込み命令が書き戻しキャシュを有するノードの所有否定
書込み命令によっては破壊されない。読出し形態の一致
されるアドレス命令は、一致ステイタスを含み、次いで
処理される。

この様にして、書き戻しキャシュを有さす、データブロ
ックの所有権を認めるノードからの読出し命令は、所有
否定書込み命令がデータブロックを解放するまで、処理
されない。

従って、書き戻しキャシュを有するノード、書き通しキ
ャシュ、及びキャシュを有さないノードからのメモリー
資源に対する読出し及び書込み命令を管理すくための方
法論及び回路が記述されたが、本発明の詳細な説明する
ために上述された部分及びシステムの詳細、構成及び構
造の種々の変更が、特許請求の範囲に表現された本発明
の思想及び範囲内で当業者によって可能であることが理
解できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は好適な実施例に従うメモリー人カキューシステ
ムに対する一般的な構成のブロック図、第２図は第１図
に示される入力キューシステム内の命令／アドレスキュ
ー、マスクキュー及びデータキューの関係を示す図、 第３図は第１図に示される入力キューシステムの機能ブ
ロック図、 第４図は第１図に示される人力キューシステムに対する
命令ローディング及び処理システム図、第５図は第１図
内に示される好適な実施例の詳細図。 ２・・・入力キューシステム、４・・・命令アドレスキ
ュー　６・・・命令／アドレスバッファー　８・・・ス
ロット、ＩＯ・・・入力データマスクキュー　１２・・
・入力データマスクバッファ−１４・・・スロット、１
６・・・書込みデータキュー　１８・・・データバッフ
ァー２０・・・スロット、２２・・・マスクポインター
　２４・・・データポインタ、２６・・・命令記憶スロ
ット、２８・・・入力記憶バッファーシステム、３ｏ・
・・入力ポインタースロット、３２・・・命令ヘッドポ
インターキュー　３４・・・決定マルチプレクサ−１３
８川選択マルチプレクサー　４６・・・比較器回路、５
２・・・不一致解消回路。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）複数のノードから共用メモリー資源への命令を分
   類する方法であり、前記命令が、書き戻しキャシュを有
   する前記ノードからの「所有権読出し」形態及び「所有
   否定書込み」形態命令、前記ノードの他の形態からの「
   読出し」形態及び「書込み」形態命令からなり、前記方
   法が、前記命令の一つを記憶する複数の記憶位置の各々
   の状態を第１の状態から第２の状態へ変化し、 前記記憶される命令の各々を選択し、 前記選択された命令が「読出し」又は「書込み」形態命
   令である場合、「所有権読出し」又は「所有否定」の前
   記記憶された命令の一つと同じ命令アドレスを有する前
   記選択された命令を記憶する前記記憶位置の状態を、前
   記第２の状態から第３の状態へ変化し、 前記選択された命令が「所有否定書込み」形態命令であ
   る場合、前記選択された命令と同じ命令アドレスを有す
   る命令を記憶する前記記憶位置の状態を前記第３の状態
   から前記第４の状態に変化する工程を含む命令を分類す
   る方法。
2. （２）複数のノードから共用メモリー資源への命令を分
   類する方法であり、前記命令が、書き戻しキャシュを有
   する前記ノードからの「所有権読出し」形態及び「所有
   否定書込み」形態命令、前記ノードの他の形態からの「
   読出し」形態及び「書込み」形態命令からなり、前記方
   法が、前記命令の一つを記憶する複数の記憶位置の各々
   の状態を第１の状態から第２の状態へ変化し、 前記記憶される命令の各々を選択し、 前記選択された命令が「読出し」又は「書込み」形態命
   令である場合、「所有権読出し」又は「所有否定」の前
   記記憶された命令の一つと同じ命令アドレスを有する前
   記選択された命令を記憶する前記記憶位置の状態を、前
   記第２の状態から第３の状態へ変化し、 前記選択された命令が「所有否定書込み」形態命令であ
   る場合、前記選択された命令と同じ命令アドレスを有す
   る命令を記憶する前記記憶位置の状態を前記第３の状態
   から前記第４の状態に変化し、 前記選択された命令をホールドする前記記憶位置の一つ
   の状態を前記第２の状態から前記第１の状態へ変化し、 前記選択された命令と同じ命令アドレスを有する前記命
   令をホールドする前記記憶位置の状態を前記第４の状態
   から前記第１の状態へ変化する工程を含む命令を分類す
   る方法。
3. （３）複数のノードから共用メモリー資源への命令を分
   類する方法であって、前記命令が書き戻しキャシュを有
   する前記ノードからの「所有権読出し」及び「所有否定
   書込み」形態命令から成り、この方法が、 複数の前記命令を受信し、前記メモリーの記憶位置内の
   前記受信された命令の各々を分離して記憶し、 前記命令の一つを記憶する前記記憶位置の各々の状態を
   第１の状態から第２の状態へ変化し、前記記憶された命
   令の各々をその記憶アドレス順に選択し、 「所有権読出し」又は「所有権否定書込み」形態の前記
   記憶された命令の一つと同じ命令アドレスを有する「読
   出し」又は「書込み」形態の前記選択された命令を記憶
   する前記記憶位置の状態を、前記第２の状態から第３の
   状態に変化し、 前記選択された命令が「所有否定書込み」形態命令であ
   る場合、前記選択された命令と同じ命令アドレスを有す
   る前記アドレス命令を記憶する前記記憶位置の状態を前
   記第３の状態から前記第４の状態に変化し、 前記選択された命令に対する前記記憶位置の一つの状態
   を前記第２の状態から前記第１の状態に変化し、 同じ命令アドレスを有する前記命令を記憶する前記記憶
   位置の状態を前記第４の状態から前記第１の状態へ変化
   する工程を含む命令を分類する方法。
4. （４）複数のノードから共用メモリー資源への命令を分
   類する回路であり、前記命令が、書き戻しキャシュを有
   するノードからの「所有権読出し」及び「所有否定」形
   態命令、前記ノードの他の形態からの「読出し」形態及
   び「書込み」形態から成り、前記回路が、 前記命令の一つを記憶する複数の記憶位置の各々の状態
   を、第１の状態から第２の状態へ変化する手段、 前記記憶された命令の各々を選択するための手段、 「所有権読出し」又は「所有否定書込み」形態の前記記
   憶された命令の一つと同じ命令アドレスを有する「読出
   し」又は「書込み」形態の前記選択された命令を記憶す
   る前記記憶位置の状態を前記第２の状態から第３の状態
   へ変化する手段、 選択された命令が「所有否定書込み」形態命令である場
   合、前記選択された命令と同じ命令アドレスを有する前
   記命令を記憶する前記記憶位置の状態を前記第３の状態
   から前記第４の状態へ変化する手段から成る命令を分類
   する回路。
5. （５）複数のノードから共用メモリー資源への命令を分
   類する回路であり、前記命令が、書き戻しキャシュを有
   するノードからの「所有権読出し」及び「所有否定書込
   み」形態命令、前記ノードの他の形態からの「読出し」
   形態及び「書込み」形態から成り、前記回路が、 前記命令を記憶する複数の記憶位置の状態を、第１の状
   態から第２の状態へ変化する手段、前記記憶された命令
   の各々を選択するための手段、 「所有権読出し」及び「所有否定書込み」形態の前記記
   憶された命令の一つと同じ命令アドレスを有する「読出
   し」又は「書込み」形態の前記選択された命令を記憶す
   る前記記憶位置の状態を前記第２の状態から第３の状態
   へ変化する手段、 前記選択された命令が「所有否定書込み」形態命令であ
   る場合、前記選択された命令と同じ命令アドレスを有す
   る前記命令を記憶する前記記憶位置の状態を前記第３の
   状態から前記第４の状態へ変化する手段、 前記選択された命令をホールドする前記記憶位置の一つ
   の状態を前記第２の状態から前記第１の状態へ変化する
   手段、 前記選択された命令と同じ命令アドレスを有する前記命
   令をホールドする前記記憶位置の状態を前記第４の状態
   から前記第１の状態へ変化する手段から成る命令を分類
   する回路。（６）複数のノードから共用メモリー資源へ
   の命令を記憶するための回路であり、前記命令が書き戻
   しキャシュを有する前記ノードからの「所有権読出し」
   形態又は「所有否定書込み」形態命令、前記ノードの他
   の形態からの「読出し」形態又は「書込み」形態命令か
   ら成り、前記回路が、 複数の前記命令を受信し、前記メモリー内の記憶位置内
   の前記受信された命令の各々を分離して記憶する手段、 前記命令の一つを記憶する前記記憶位置の各々の状態を
   第１の状態から第２の状態へ変化する手段、 前記記憶された命令の各々を選択する手段、「所有権読
   出し」又は「所有否定書込み」形態の前記記憶された命
   令の一つと同じ命令アドレスを有する「読出し」又は「
   書込み」形態の前記選択された命令の前記記憶位置の状
   態を前記第２の状態から第３の状態へ変化する手段、前
   記選択された命令が「所有否定書込み」形態命令の場合
   、前記選択された命令と同じ命令アドレスを有する前記
   命令を記憶する前記記憶位置の状態を前記第３の状態か
   ら前記第４の状態へ変化する手段、 前記選択された命令をホールドする前記記憶位置の一つ
   の状態を前記第２の状態から前記第１の状態へ変化する
   手段、及び 前記選択された命令と同じ命令アドレスを有する前記命
   令を記憶する前記記憶位置の状態を前記第４の状態から
   前記第１の状態へ変化する手段から成る命令を分類する
   ための回路。