JPH04199242A - キャッシュ記憶装置 - Google Patents

キャッシュ記憶装置

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JPH04199242A
JPH04199242A JP2318008A JP31800890A JPH04199242A JP H04199242 A JPH04199242 A JP H04199242A JP 2318008 A JP2318008 A JP 2318008A JP 31800890 A JP31800890 A JP 31800890A JP H04199242 A JPH04199242 A JP H04199242A
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JP
Japan
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address
array
storage device
read
write
Prior art date
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Pending
Application number
JP2318008A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Hattori
俊幸 服部
Koichi Ishizaka
浩一 石坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
NEC Computertechno Ltd
Original Assignee
NEC Corp
NEC Computertechno Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, NEC Computertechno Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH04199242A publication Critical patent/JPH04199242A/ja
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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】
本発明は情報処理装置に使用されるキャッシュ記憶装置
に関する。
【従来の技術】
従来のキャッシュ記憶を持つキャッシュ記憶装置につい
て説明する。 周知のように、キャッシュ記憶装置は情報処理装置のデ
ータ読出しをより高速に行うために設けられている、高
速、小容量の記憶装置であり、主記憶装置内のデータの
一部を貯える働きをする。 その際、主記憶装置とキャッシュ記憶は、ある一定の大
きさのブロックに区切られており、キャッシュ記憶のデ
ータが主記憶装置上のどの場所のものであるかを覚えて
おくための小容量のメモリを持っている。このメモリは
アドレス・アレイと呼ばれる。 従って、情報処理装置がキャッシュ記憶装置をアクセス
する場合には、そのデータの主記憶装置上のアドレスに
よってアドレス・アレイを索引し7、求めるデータのキ
ャッシュ記憶装置内での有無を調べる。キャッシュ記憶
装置内に求めるデータが存在する場合には、そのデータ
のキャッシュ記憶装置内での位置を調べる。即ち、アド
レス・アレイによって、主記憶装置のアドレスをキヤ・
ンシュ記憶装置内のアドレスに変換しているわけである
。 ところで、従来は、キャッシュ記憶からの読出しも書込
みも同一のアドレス・アレイを索引しており、読出し及
び書込み要求が同時に発生すると、どちらかの要求を待
たせなければならなかった。
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のキャッシュ記憶装置は、アドレス・アレ
イが1つしかないため、読出しおよび書込み要求が同時
に発生したらどちらかの要求を待だせる必要があった。 従って、本発明の目的は、読出しおよび書込み要求が同
時に発生してもデータ・アレイのレベルが異なればそれ
らの要求を同時に行えるようにしたキャッシュ記憶装置
を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
本発明によるキャッシュ記憶装置は、複数のレベルから
成るキャッシュ記憶を有するキャッシュ記憶装置であっ
て、前記キャッシュ記憶は、個々のレベル毎に分割され
て、その各々が読出しまたは書込みのためのアドレスレ
ジスタを持つ分割データ・アレイから成り、前記キャッ
シュ記憶の読出しアドレスを保持する読出しアドレス回
路と、前記キャッシュ記憶の書込みアドレスを保持する
書込みアドレス回路と、前記キャッシュ記憶内に登録さ
れているデータのアドレスを記憶し、前記読出しアドレ
スが供給され、該読出しアドレスの目的とするデータ・
ブロックが登録されていれば、前記キャッシュ記憶内で
のレベルを出力する第1のアドレス−アレイと、該第1
のアドレス串アレイの写しであって、前記書込みアドレ
スが供給され、該書込みアドレスの目的とするデータ・
ブロックが登録されていれば、前記キャッシュ記憶内で
のレベルを出力する第2のアドレス・アレイと、前記第
1のアドレス・アレイと前記第2・のアドレス・アレイ
とから出力されたレベルを比較する比較手段と、該比較
手段による比較結果に基づいて前記分割データ・アレイ
に対する読出しと書込みの動作を制御するキャッシュ制
御手段とを備えることを特徴とする。
【作 用】
前記キャッシュ制御手段は、前記比較手段による比較結
果が異なっていれば、前記読出しアドレスを前記第1の
アドレス・アレイの示すレベルに対応する前記分割デー
タ・アレイに供給すると共に前記書込みアドレスを前記
第2のアドレス・アレイの示すレベルに対応する前記分
割データ・アレイに供給して、異なる分割データ・アレ
イ間で当時に読出しと書込みの動作を指示し、前記比較
手段による比較結果が同一であれば、読出しを優先させ
る動作を指示する。
【実施例】
次に、本発明ついて図面を参照して説明する。 第1図を参照すると、本発明の一実施例によるキャッン
ユ記憶装置は、命令やオペランドの先取りを行なう先行
制御装置か出力する仮想アト1.・スを受取るレジスタ
(VAAR)15を有する。このしジスタ15は、後述
するキャッシュ記憶の読出しアドレスを保持する読出し
アドレス回路として働く。 アドレス変換バッファ(TLB)1はレジスタ15に保
持された仮想アドレスから実アドレスを索引するための
メモリである。 第1及び第2のアドレス・アレイ(AAI及びAA2)
2及び3は、このキャッシュ記憶のデータブロックの主
記憶装置上でのアドレスを記憶しておくメモリである。 第1のアドレス・アレイ2は、レジスタ15に保持され
た仮想アドレスの一部であって、アドレス変換バッファ
〕によるアドレス変換の際に影響を受けない実アドレス
部の一部で索引され実マドレスを出力する。この実アド
レスとアト[ス変換バッファ]かり出力された実アドレ
スとは比較2へ4.5で比較される。どれらの比較結果
は、4ヤ・ン:、・ユ制御回路22に対し、て、このキ
ャン2.訃゛憶装置に目的とするデータプロ・ツクか存
在すZ、か否かを示すと共に、存在した場合にレベル〔
;、L、ベル]のどちらに属するかを示す。 第1のバッファ〕2は、先行制御装置からキャッシュ記
憶装置に対して書込ろ要求が田さtlたさき、仮想アド
レスがアドレス変換ノ<ツ゛フ711’よって変換され
た実アドレスを貯乙ておくバッファである。 第1のバッファ]2の出力はレジスタ14に保持される
。、このレジスタ14はキャッシュ5己憧の書込みアド
レスを保持する書込みアドレス回路として働く。 第2のアドレス・アレイ′3から出力された実アドレス
とレジスタ14に保持された実アドレスとは比較器6.
7て比較される。これらの比較結果も、キャッシュ制御
回路22に対して、このキャッシュ記憶装置に目的とす
るデータブロックが存在するか否かを示すと共に、存在
した場合にレベル0、レベル]のどちらに属するかを示
す。 第2のバッファ13は、演算装置から演算結果を受けと
って、キャッシュ記憶装置に書込むまでの間、データを
貯えておくバッファである。 第0及び第1のデータ・アレイ(DAO及びDA、1.
)1.0及び11は、主記憶装置と同じサイズのブロッ
クに分割されているキャッシュ記憶である。 レジスタ]−6及び18は、それぞれ第0及び第1のデ
ータ・アレイ10及び11のアドレスを保持するレジス
タである。 レジスタ]7及び19は、それぞれ第O及び第1のデー
タ・アレイ10及び11への書込みデータを保持するレ
ジスタである。 第1及び第2のセレクタ8及び9は、それぞれレジスタ
16及び18へ送るアドレスをアドレス変換バッファ1
の出力かレジスタ14の出力かを切り換えて、第0及び
第1のデータ・アレイ10及び]1の読出しまたは書込
みのアドレスを決めるセレクタである。 第3のセレクタ20は、第0及び第1のデータ・アレイ
]0及び11から読出したデータのどちらかを選択し、
てレジスタ21に供給するためのセレクタである。 次に、第2.3.4図を参照しながら、第1図に示され
たキャッシュ記憶装置の動作について詳しく説明する。 第2図は第1図のキャッシュ制御回路22の動作を示す
真理値表である。 ケース1の実行待ちでは、第1及び第2のアドレス・ア
レイ2及び3の出力はすべて0であって、第0または第
1のデータ・アレイ10または11への読出し、書込み
の要求か何もないことを示している。このとき、第1及
び第2のセレクタ8及び9は、アドレス変換バッファ1
側でもレジスタ14側でもどちらを選んでもよい。この
ような“θ″または“1′のどちらでもよい状態を“X
“で表している。 第1ステージとは、レジスタ15または14からレジス
タ16.18までの1マシンサイクルで動作する部分を
いう。同様に、第2ステージとは、レジスタ16.18
からレジスタ21までの1マシンサイクルで動作する部
分をいう。 ケース1の実行待ちの動作の第2ステージでは、書込み
許可信号WEがWE−0であり、第Oまたは第1のデー
タ・アレイ10または11は読出しサイクルとなる。ま
た、第3のセレクタ20は不定−×である。 次に、ケース2の読出し要求の場合の動作について説明
する。第1のアドレス・アレイ2のレベル0の出力のみ
“1″であるとする。これは、即ち、先行制御装置より
キャッシュ記憶に対して読出し要求があり、第1のアド
レス・アレイ2の索引の結果、レベル0に必要なデータ
あったことを示している。 このとき、第1ステージでは、第1のセレクタ8に“0
″側を選択させ、即ち、アドレス変換バッファ1の出力
をレベル0の第0のデータ・アレイ10のアドレスとす
る。 続いて、第2ステージでは、レベル0、レベル1共にW
E−0として読出しサイクルとし、第3のセレクタ20
に“0″側を選択させ、即ち、第0のデータ・アレイ1
0の出力をレジスタ21に読出して、先行制御装置もし
くは演算装置へ送るという動作をする。 次に、ケース3の書込み要求の場合の動作について説明
する。第2のアドレス・アレイ3のレベルOの出力のみ
“11であるとする。これは、即ち、先行制御装置より
キャッシュ記憶に対する要求はなく、第1のバッファ1
2から出力された書込み要求が第0のデータ・アレイ1
0に対するものであることを示している。 このとき、第1ステージでは、第1のセレクタ8に“1
”側を選択させ、即ち、レジスタ14の出力をレベルO
の第0のデータ・アレイ10のアドレスとする。 続いて、第2ステージでは、レベル0のWE〜1、レベ
ル1のWE−0として、レベルOを書込みサイクル、レ
ベル1を読出しサイクルとし、第2のバッファ13に貯
えられている演算結果をレジスタ17を経由して、第0
のデータ・アレイ10に書込むという動作をする。 次に、第3図をも参照して、ケース4の読出し及び書込
み要求が同時に発生したが、その要求したレベルが異な
る場合の動作について説明する。 第1のアドレス・アレイ2のレベルO=1.第2のアド
レス・アレイ3のレベル1−1でその他が0であるとす
る。 このとき、第1ステージでは、第1のセレクタ8に“0
゛側を選択させ、即ち、アドレス変換バッファ1の出力
を第0のデータ・バッファ10のアドレスに、第2のセ
レクタ9に“1”側を選択させ、即ち、レジスタ14の
出力を第1のデータ・バッファ11のアドレスにする。 第2ステージで、第0のデータ・アレイ10を読出しサ
イクル、第1のデータ・アレイを書込みサイクルとする
ことで、先行制御装置からの読出し要求と、第1のバッ
ファ12に貯えられている書込み要求とを同時に実行す
ることができる。 次に、第4図をも参照して、ケース5の読出しおよび書
込み要求が同じレベルに同時に発生した場合の動作につ
いて説明する。ここでは、レベルOが競合しているとす
る。 このときは、読出し要求を先に動作させる。その第1ス
テージで第1のセレクタ8にアドレス変換バッファ1側
を選択させ、第2ステージで第0のデータ・アレイ10
、mlのデータ・アレイ11共に読出しサイクル、第3
のセレクタ20に第0のデータ・アレイ10側を選択さ
せ、第0のデータ・アレイ10の読出し動作を終える。 読出し要求の第2ステージが動作すると同時に、第1ス
テージは、待たされた書込み要求を動作させる。即ち、
第1のセレクタ8にレジスタ14側を選択させ、第0の
データ・アレイ10のアドレスとする。そして、次のマ
シンサイクルで、第2ステージ、第0のデータ・アレイ
10が書込みサイクルとなって、書込み要求の動作を終
了する。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明はキャッシュ記憶のアドレ
ス・アレイを2組持って、読出しおよび書込み時の参照
を同時にできるようにし、かつ、レベル毎に読出しまた
は書込みか個別に行えるように、データ・アレイを分割
することによって、キャッシュ記憶への読出しまたは書
込みの動作かデータ・アレイのレベルが異なれば、同時
に実行できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるキャッシュ記憶装置を
示すブロック図、第2図は第1図のキャッシュ制御回路
の動作を示す真理値表、第3図は第2図のケース4の読
出しおよび書込み要求のレベルが競合しなかった場合の
動作を示すタイムチャート、第4図は第2図のケース5
の読出しおよび書込み要求のレベルが競合した場合の動
作を示すタイムチャートである。 1・・・アドレス変換バッファ(TLB) 、2・・・
第1のアドレス・アレイ(AAI)、3・・第2 tT
= 7ドレス・アレイ(AA2) 、4,5,6、’7
  比較器、8.9・・・セレクタ、I L〕・・・第
0のデータ・アレイ(DAO) 、11・・・第1のデ
ータ・アL・イ(DA]、、)、12・・−節]のバッ
ファ、〕3・・第2のバッファ、1.4.15.16.
17,18.29・・・レジスタ、20・・・セレクタ
、21・・レン・スタ、22・・・キャッシュ制御回路
。 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数のレベルから成るキャッシュ記憶を有するキャ
    ッシュ記憶装置において、 前記キャッシュ記憶は、個々のレベル毎に分割されて、
    その各々が読出しまたは書込みのためのアドレスレジス
    タ(16、18)を持つ分割データ・アレイ(10、1
    1)から成り、 前記キャッシュ記憶の読出しアドレスを保持する読出し
    アドレス回路(15)と、 前記キャッシュ記憶の書込みアドレスを保持する書込み
    アドレス回路(14)と、 前記キャッシュ記憶内に登録されているデータのアドレ
    スを記憶し、前記読出しアドレスが供給され、該読出し
    アドレスの目的とするデータ・ブロックが登録されてい
    れば、前記キャッシュ記憶内でのレベルを出力する第1
    のアドレス・アレイ(2)と、 該第1のアドレス・アレイの写しであって、前記書込み
    アドレスが供給され、該書込みアドレスの目的とするデ
    ータ・ブロックが登録されていれば、前記キャッシュ記
    憶内でのレベルを出力する第2のアドレス・アレイ(3
    )と、 前記第1のアドレス・アレイと前記第2のアドレス・ア
    レイとから出力されたレベルを比較する比較手段(4、
    5、6、7)と、 該比較手段による比較結果に基づいて前記分割データ・
    アレイに対する読出しと書込みの動作を制御するキャッ
    シュ制御手段(22)と を備えることを特徴とするキャッシュ記憶装置。 2、前記キャッシュ制御手段は、前記比較手段による比
    較結果が異なっていれば、前記読出しアドレスを前記第
    1のアドレス・アレイの示すレベルに対応する前記分割
    データ・アレイに供給すると共に前記書込みアドレスを
    前記第2のアドレス・アレイの示すレベルに対応する前
    記分割データ・アレイに供給して、異なる分割データ・
    アレイ間で当時に読出しと書込みの動作を指示し、前記
    比較手段による比較結果が同一であれば、読出しを優先
    させる動作を指示する請求項1記載のキャッシュ記憶装
    置。
JP2318008A 1990-11-26 1990-11-26 キャッシュ記憶装置 Pending JPH04199242A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038647A (en) * 1995-12-06 2000-03-14 Fujitsu Limited Cache memory device and method for providing concurrent independent multiple accesses to different subsets within the device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5694567A (en) * 1979-12-28 1981-07-31 Fujitsu Ltd Busy control system for buffer memory
JPS59213084A (ja) * 1983-05-16 1984-12-01 Fujitsu Ltd バッファ記憶装置のアクセス制御方式
JPH04130940A (ja) * 1990-09-21 1992-05-01 Nec Corp キャッシュ記憶装置
JPH04145552A (ja) * 1990-10-05 1992-05-19 Nec Corp キャッシュ記憶装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5694567A (en) * 1979-12-28 1981-07-31 Fujitsu Ltd Busy control system for buffer memory
JPS59213084A (ja) * 1983-05-16 1984-12-01 Fujitsu Ltd バッファ記憶装置のアクセス制御方式
JPH04130940A (ja) * 1990-09-21 1992-05-01 Nec Corp キャッシュ記憶装置
JPH04145552A (ja) * 1990-10-05 1992-05-19 Nec Corp キャッシュ記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6038647A (en) * 1995-12-06 2000-03-14 Fujitsu Limited Cache memory device and method for providing concurrent independent multiple accesses to different subsets within the device

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