JPH03154139A - キャッシュメモリ - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明はキャッシュメモリに関し、特にミスヒツトが
生じる確率を可及的に小さくしたキャッシュメモリ関す
る。

〔従来の技術〕

各種データ処理装置では、メインメモリに記憶したプロ
グラムおよびデータの一部をキャッシュメモリに転送し
、このキャッシュメモリをアクセスすることにより高速
化を図るキャッシュメモリ方式が採用されている。

このようなデータ処理装置において、キャッシュメモリ
のアクセス時に、アクセスするデータがキャッシュメモ
リ内に見当たらずミスヒツトした場合は、メインメモリ
からキャッシュメモリへ必要なデータが転送されるよう
に構成されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、従来のデータ処理装置においてキャッシュメ
モリ上に必要とするプログラムやデータが存在すればキ
ャッシュメモリをアクセスすることによりアクセス時間
を短くすることができるが、必要とするプログラムやデ
ータがキャッシュメモリ上に存在していない場合はメイ
ンメモリからデータを読み出−夕を読み出し、キャッシ
ュメモリに転送しなければならず、これが装置の高速化
の障害になっていた。

例えば、タスクＡがユーザモードで動作していたときに
タスクＢへの切替要求が起こると、−度オペレーティン
グシステムモードに切替わり、タスクＡからタスクＢへ
切替わる準備を行ない、その後タスクＢに切替わること
になるが、この場合、キャッシュメモリ内には未だタス
クＡのプログラムやデータがそのまま存在しているので
、ここでタスクＢを起動するとミスヒツトすることにな
り、これによりアクセス時間が長くなるという問題があ
る。

本発明の目的は、ミスヒツトが起こる確率を可及的に小
さくしたキャッシュメモリを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

この発明のキャッシュメモリによれば、第１の記憶領域
を使用するオペレーティングシステムモードが動作して
いる間に、次のタスクに必要なプログラムおよびデータ
をメインメモリから第２の記憶領域に予め転送するよう
に構成される。

〔作用〕

あるタスクから他のタスクへの切替得るためにオペレー
ティングシステムモードの動作状態となルと、この間に
、次に切替えるタスクに必要なプログラムおよびデータ
がメインメモリからキャッシュメモリに転送される。従
って、次のタスクを起動した時には、該タスクが必要と
するプログラムおよびデータが既にキャッシュメモリ内
に存在することになり、この結果、アクセス時間を確実
に短くすることができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明のキャッシュメモリを適用したデータ
処理装置の主要部の一実施例を示すブロック図である。

このデータ処理装置は、この発明に係わるキャッシュメ
モリ１、このデータ処理装置で必要なプログラムおよび
データを記憶するメインメモリ２、必要な演算処理を実
行するとともにこのデータ処理装置の全体を制御する中
央処理装置（ＣＰＵ）３、メインメモリ２からキャッシ
ュメモリ１へのデータ転送コマンドを格納するデータ転
送コマンドレジスタ４を備えており、キャッシュメモリ
１およびデータ転送コマンドレジスタ４はＣＰＵ３のパ
スライン５に接続されている。

キャッシュメモリ１は、システム管理を行うオペレーテ
ィングシステム（以下、Ｏ８と略記）が使用するプログ
ラムおよびデータを記憶するキャッシュデータ部１１、
このキャッシュデータ部１１に記憶されているプログラ
ムおよびデータの転送元ブロックを示すタグ情報が記憶
されるキャッシュタグ部１２、ユーザーが使用するプロ
グラムおよびデータを記憶するキャッシュデータ部１３
、このキャッシュデータ部１３に記憶されているプログ
ラムおよびデータの転送元ブロックを示すタグ情報が記
憶されるキャッシュタグ部１４、メイメモリ２からキャ
ッシュメモリ１へのデータ転送およびこのキャッシュメ
モリ１の各部を制御するキャッシュ制御部１５、転送デ
ータの先頭アドレスを格納するデータ転送アドレスレジ
スタ１６、転送データ数を格納するデータ転送数レジス
タ１７を備えて構成される。

かかる構成において、タスク１がユーザモードで動作し
ている状態において、タスク２への切替要求が生じた場
合におけるこの装置の動作について説明する。

まず、タスク１で動作している状態においては、キャッ
シュメモリ１のキャッユデータ部１３にはタスク１のプ
ログラムおよびデータが格納されており、キャッシュタ
グ部１４にはこのキャッシュデータ部１３に記憶されて
いるプログラムおよびデータの転送元ブロックを示すタ
グ情報が記憶されいる。ここで、タスク１からタスク２
に切替える要求が生じると、第２図に示すように、−度
タスク０のＯＳモードに切替わり、タスク１からタスク
２に切替わる準備を行う。

タスク０に切替わるとキャッシュメモリ１のキャッシュ
データ部１１にはタスク０のプログラムおよびデータが
格納され、キャッシュタグ部１２にはこのキャッシュデ
ータ部１１に記憶されているプログラムおよびデータの
転送元ブロックを示すタグ情報が格納される。この状態
でタスク２に切替えると、キャッシュメモリ１のキャシ
ュブタ部１３にはタスク１のプログラムおよびデータが
格納されてたままであるので、最初からミスヒツトする
ことになる。

そこで、この実施例においては、タスク０のＯＳモード
で動作している時に、メインメモリ２からキャッシュメ
モリ１のキャシュデータ部１３に対してタスク２のプロ
グラムおよびデータの転送を行う。

まず、データ転送アドレスレジスタ１７にタスク２のプ
ログラムおよびデ〜りの先頭アドレスが設定される。ま
た、データ転送数レジスタ１７にタスク２のプログラム
およびデータのデータ数（転送すべきデータ数）が設定
される。

続いて、データ転送コマンドレジスタ４に転送起動コマ
ンドが与えられる。これによりキャッシュ制御部１５の
制御によりメインメモリ２からキャッシュメモリ１のキ
ャシュデータ部１３に対してタスク２のプログラムおよ
びデータの転送が行なわれる。

この状態で、第２図に示すように、タスク０からタスク
２に切替えると、キャッシュメモリ１のキャシュデータ
部１３にはタスク２のプログラムおよびデータが既に格
納されており、キャッシュタグ部１４にはこのキャッシ
ュデータ部１３に記憶されているプログラムおよびデー
タの転送元ブロックを示すタグ情報が記憶されているの
で、キャッシュメモリ１のミスヒツトは生じない。

なお、ＣＰＵ３によるキャッシュメモリ１のアクセスは
パスライン５を介してアドレス指定することにより所望
のデータの読出しおよび書込みを行なう。

また、ＣＰＵ３によるキャッシュメモリ１のアクセスに
おいて、ミスヒツトした場合はこのミスヒツトにかかわ
るプログラムまたはデータがメインメモリ２から転送さ
れるように構成されているが、このための構成は周知で
あるのでその詳細は示さない。

〔発明の効果〕

以上説明したようにこの発明では、ＯＳモードの動作状
態となっているときに、次のタスクに必要なプログラム
やデータをメインメモリからキャッシュメモリに転送す
るように構成したため、次のタスクを起動した時には、
該タスクが必要とするプログラムやデ〜りが既にキャッ
シュメモリ内に存在することになり、この結果、処理動
作の高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用したデータ処理装置の主要部の一
実施例を示すブロック図、第２図は実施例の動作を説明
するための説明図である。 １・・・キャッシュメモリ、２・・・メインメモリ、３
・・・ＣＰＵ、４・・・データ転送コマンドレジスタ、
５・・・パスライン、１１・・・キャッシュデータ部、
１２キャッシュタグ部、１３、キャッシュデータ部、１
４キヤツシユデ一タ部、１５・・・キャッシュ制御部、
１６データ転送アドレルレシスタ、１７・・・ブタ転送
数レジスタ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 オペレーティングシステムが使用する第１の記憶領域と
   ユーザが使用する第２の記憶領域とを有し、ミスヒット
   した場合にはメインメモリから必要なプログラムおよび
   データが転送されるキャッシュメモリにおいて、 前記第１の記憶領域を使用するオペレーティングシステ
   ムモードが動作している間に、次のタスクに必要なプロ
   グラムおよびデータを前記メインメモリから前記第２の
   記憶領域に予め転送する手段 を具えたキャッシュメモリ。