JPH0421046A - キャッシュメモリ - Google Patents

キャッシュメモリ

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Publication number
JPH0421046A
JPH0421046A JP2124964A JP12496490A JPH0421046A JP H0421046 A JPH0421046 A JP H0421046A JP 2124964 A JP2124964 A JP 2124964A JP 12496490 A JP12496490 A JP 12496490A JP H0421046 A JPH0421046 A JP H0421046A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
cache memory
hit
address
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP2124964A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Yamada
朗 山田
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0421046A publication Critical patent/JPH0421046A/ja
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

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するものである。
〔従来の技術〕
CPUの動作速度に対して、主メモリの動作速度は低速
である。CPUの動作効率を上げるために、主メモリか
ら読み出したデータを高速動作可能なキャッシュメモリ
に保管し、そのデータの再読み出しの際には、キャッシ
ュメモリから読み出すという手段が一般に用いられてい
る。
第5図はCQ出版社刊行の雑誌「インターフェイスJ 
1987年8月号第250ページに記載されている4つ
エイセットアソシアティブ方式のキャッシュメモリのブ
ロック構成を示し、説明の都合上その1ウエイだけを抜
き出しである。
図において、1はキャッシュメモリにアクセスしようと
するアドレス信号、2は前記アドレス信号1の一部であ
るタグアドレス、3は前記アドレス信号1の一部である
エントリアドレス、4は前記アドレス信号1の一部であ
るワードアドレス、5はキャッシュメモリ内にあるタグ
アドレスを保持するタグアドレスメモリ、6はデータメ
モリ7の保持しているデータが有効であるか無効である
かを示すバリッドビットメモリであり、このバリッドビ
ットは、Hのときデータが有効、Lのとき無効を示すも
のである。
7はキャンシュメモリ内にあるデータを保持するデータ
メモリ、8は前記タグアドレス2と前記タグアドレスメ
モリ5に保持しているタグアドレスとを比較して一致し
ているが否かを調べる比較器、9は前記ワードアドレス
4によって前記データメモリから1ワードを選択するワ
ードセレクタ、10はバリッドビットと前記ワードアド
レス4により制御される制御回路、11は前記制御回路
10から出力されるHIT信号、12は前記ワードセレ
クタ11から出力されるデータ信号、13は前記エント
リアドレス3のデコーダである。
次に、従来のキャッシュメモリのリード動作について説
明する。この例では、説明の都合上ワードアドレスを1
ビツト、エントリアドレスを2ビツト、タグアドレスを
3ビツトと仮定する。外部からアドレス信号1が与えら
れるとエントリアドレス3、デコーダ13で選ばれたタ
グアドレスメモリ5の内容を比較器8に送ると共にデー
タメモリ7の内容もワードセレクタ9に送り、ワードア
ドレス4でワードデータを選ぶ。この例では、1エント
リアドレスに対して2つのワードデータが対応している
。そして、選ばれたタグアドレスメモリ5の内容を前記
比較器8でタグアドレス2と一致しているか否かを調べ
、その結果を制御回路10に送る。この例では、1エン
ド男アドレスに対応する2つのワードデータの各々の有
効、無効を示すために2ビツトのバリッドビットを持っ
ている。制御回路10では、ワードアドレス4で選択さ
れたワードデータに対応するバリッドビットの値がHで
、かつ、外部アドレスにより指定されたデータがキャッ
シュメモリ内に有るとき、所定のタイミングでHIT信
号11を発生する。このHIT信号11はワードセレク
タ9およびキャッシュメモリ外部に送られ、HIT信号
11がHのときには、データをデータ信号12に出力す
る。
しかし、前記)(IT信号11がLのときは、キャッシ
ュメモリ外部のメインメモリにデータを読みに行き、M
PUにデータを送ると共にキャッシュメモリ内のデータ
メモリ7にデータを格納する。
次に、従来のキャッシュメモリのライト動作について説
明する。外部からアドレス信号1が与えられるとリード
動作と同様にアドレスのヒツト判定を行い、HIT信号
11がHのときには、データ信号12の値をデータメモ
リ7に書き込む。
方、HIT信号11がLのときには、何もしない。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のキャッシュメモリでは、リードヒツト時に出力す
る)(IT信号11のタイミングが固定であるため、B
IT信号のサンプリングタイミングが異なるCPUに対
して、同一のキャッシュメモリを使用することができな
いという問題点があった。
この発明は、上記のような問題を解消するためになされ
たもので、より汎用的なキャッシュメモリを得ることを
目的とする。
〔課題を解決するため手段〕
この発明におけるキャッシュメモリは、外部信号、もし
くはキャッシュメモリのレジスタを設定することにより
、キャツシュヒツトを示す信号の出力タイミングを変更
する回路を設けたものである。
〔作用〕
この発明におけるキャッシュメモリは、外部信号、もし
くは、キャッシュメモリのレジスタを設定することによ
り、キャツシュヒツトを示す信号の出力タイミングを変
更することができるため、HIT信号のサンプリングタ
イミングが異なるCPUに対して、同一キャッシュメモ
リを使用することが可能となる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は本発明の一実施例によるキャッシュメモリを示す。
このキャッシュメモリは、第5図に示した従来の回路に
タイミング変更回路20を追加したもので、他の部分の
構成は同じである。
第1図において、タイミング変更回路20はHIT信号
11の出力タイミングを変更する回路であり、HIT信
号は、ワードセレクタ9およびキャッシュメモリ外部に
出力される。
21はHIT信号11のタイミングを設定するための0
−WAIT信号、22は同じ<1−WAIT信号、23
は制御回路IOから出力されたアドレスの一致を示すT
AG)flT信号、24はキャッシュメモリの外部から
与えられたハスサイクルの開始を示すBS信号、25は
キャッシュメモリの外部から与えられリードサイクルを
示すREAD信号、26はキャッシュメモリの外部から
与えられるクロックを示すCLK 1信号、27は同じ
(CLK2信号である。
次に、この実施例のキャッシュメモリの動作について説
明する。この実施例のキャッシュメモリのライト動作は
、従来のキャッシュメモリと同じであり、リード動作の
み異なるので、以下にリード動作について説明する。こ
の例では、説明の都合上ワードアドレスを1ビツト、エ
ントリアドレスを2ビツト、タグアドレスを3ビツトと
仮定する。
外部からアドレス信号1が与えられるとエントリアドレ
ス3、デコーダ13で選ばれたタグアドレスメモリ5の
内容を比較器8に送ると共にデータメモリ7の内容もワ
ードセレクタ9に送り、ワードアドレス4でワードデー
タを選ぶ。この例では、1エントリアドレスに対して2
つのワードデータが対応している。そして、選ばれたタ
グアドレスメモリ5の内容を前記比較器8でタグアドレ
ス2と一致しているか否かを調べ、その結果を制御回路
10に送る。この例では、1エントリアドレスに対応す
る2つのワードデータの各々の有効無効を示すために2
ビツトのバリッドビットを持っている。制御回路10で
はワードアドレス4で選択されたワードデータに対応す
るバリッドビットの値がHで、かつ、外部アドレスによ
り指定されたデータがキャッシュメモリ内に有るとき、
所定のタイミングでTAGHIT信号23を発生し、タ
イミング変更回路20へ送る。タイミング変更回路20
ではTAGHIT信号23がHレベル、0−WA I 
T信号21がHレベル、l −WA I T信号22が
Lレベルの時には、ウェイトサイクルなしにHIT信号
11をHレベルにする。
また、TAGHTT信号23がHレベル、0WAIT信
号21がLレベル、1−WA I T信号22がHレベ
ルの時には、ウェイトサイクルを1サイクル入れた後、
HTT信号11をHレベルにする。このHIT信号11
は、キャンシュメモリ外部およびワードセレクタ9に送
られ、HIT信号11がHのときには、データをデータ
信号12に出力する。しかし、前記HIT信号11がL
のときは、キャッシュメモリ外のメインメモリにデータ
を読みに行き、MPUにデータを送るとともにキャシュ
メモリ内のデータメモリ7にデータメモリ7にデータを
格納する。
次に、タイミング変更回路の一構成例を、第2図を用い
て説明する。図において、21はo−wAIT信号、2
2はl −WA I T信号、23はTAGHIT信号
、24はBS信号、25はREAD信号、26はCLK
1信号、27はCLK2信号、30は3人力ANDゲー
ト、31は2人力ANDゲート、32は2人力ORゲー
ト、33および34はDラッチである。
Dラッチ33およびDラッチ34は、Nチャネルトラン
スミッションゲート4041およびインバータゲート4
2.43より構成される。Dラッチ33のNチャネルト
ランスミッションゲート40はCLK2 27で制御さ
れ、Nチャネルトランスミッションゲート41はCLK
I  26で制御される。また、Dラッチ34のNチャ
ネルトランスミッションゲート40はCLKI  26
で制御され、Nチャネルトランスミッションゲート41
はCLK2 27で制御される。
次に、第2図のタイミング変更回路の動作を、そのタイ
ミングチャートである第3図および第4図を用いて説明
する。
まずO−ウェイトリードのタイミングチャートである第
3図について説明する。図中、26はCLKI信号、2
7はCLK2信号で、これらの信号はノンオーバーラツ
プの2相クロツクである。
本実施例では、クロックの1周期を1マシンサイクルと
呼ぶことにする。1マシンサイクルごとにキャッシュメ
モリのステートを記した。
この第3図では、1マシンサイクルはSCMPと5HI
Tのステートから構成されている。SCMPはアドレス
を比較するステートで、5HITはHIT信号11をH
レベルにするステートである。
第3図では、O−ウェイトリードであるので、0−WA
 I T信号21はHレベル、1−WA I ’T信号
22はLレベルになるように設定されていZO−WA 
I T信号21.1−WAIT信号22にキャッシュメ
モリの外部ピンとして設定してもRいし、また、キャッ
シュメモリの内部レジスタからの信号として設定するこ
とも可能である。リード信号25はリードアクセスの時
Hレベルに、ライトアクセスの時Lレベルになる信号で
ある。BS信号24はバスサイクルの開始を示す信号で
、SCMPの時にHレベルになる。第3図の例ではリー
ドヒツト状態を示しているため、TAGHIT信号23
はLレベルからHレベルに変化している。第3図の動作
を明確に示すために、第2図のA点〜E点の状態を示し
た。1−WA r T信号22がLレベルであるため、
E点は常にLレベルでアル。O−WA I T信号21
がHレベルであるので、B点の値をHIT信号11とし
て出力する。
次に1−ウェイトリードのタイミングチャートである第
4図について説明する。第4図ではscMP、5WAI
T、5HITのステートから構成されている。SCMP
はアドレスを比較するステート、5WAITはウェイト
ステート、5l(ITはHIT信号11をHレベルにす
るステートである。
第4図では1−ウェイトリードであるので、0−WA 
I T信号21はLレベル、1−WA I T信号22
はHレベルになるように設定されている。
Q −WA I T信号21、l −WA I T信号
22はキャッシュメモリ外部ピンとして設定しても良い
し、また、キャッシュメモリの内部レジスタからの信号
として設定することも可能である。リード信号25はリ
ードアクセスの時Hレベルに、ライトアクセスの時Lレ
ベルになる信号である。BS信号24はバスサイクルの
開始を示す信号で、SCMPの時にHレベルになる。第
4図の例ではり−ドヒット状態を示しているため、TA
GHIT信号23はLレベルからHレベルに変化してい
る。
第3図の動作を明確に示すために、第2図のA点〜E点
の状態を示した。0〜WAIT信号21がLレベルであ
るため、B点は常にLレベルである。1−WA I T
信号22がHレベルであるのでE点の値をHIT信号1
1止して出方する。
なお、上記実施例では、0−WA I T信号21およ
び1−WA I T信号22の2本の制御信号を用いて
、0ウエイトと1ウエイトでHIT信号11を出力する
回路を示したが、制御信号の数を増加させることにより
、上記実施例で示した方法と同様にしてウェイト数をさ
らに増加させることが可能である。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、外部信号、もしくは
キャッシュメモリのレジスタを設定することにより、キ
ャツシュヒツトを示す信号の出力タイミングを変更する
ことができるため、I(IT倍信号サンプリングタイミ
ングが異なるCPUに対して、同一のキャッシュメモリ
を使用することが可能となり、より汎用なキャッシュメ
モリを得ることができる。
【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メモリシス
テムのブロック構成図、第2図は第1図のタイミング変
更回路の一具体例を示す図、第3図および第4図は第2
図で示したタイミング変更回路のタイミングチャートを
示す図、第5図は従来のキャッシュメモリシステムのブ
ロック構成図である。 図において、1はアドレス、2はタグアドレス、3はエ
ントリアドレス、4はワードアドレス、5はタグアドレ
スメモリ、6はバリンドピットメモリ、7はデータメモ
リ、8は比較器、9はワードセレクタ、10は制御回路
、11はHIT信号、12はデータ信号、13はデコー
ダ、2oはタイミング変更回路、21はO−WA I 
T信号、22は1−WA r T信号である。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)キャッシュメモリにおいて、 キャッシュヒットを示す信号の出力タイミングを変更す
    るための出力タイミング変更回路を備えたことを特徴と
    するキャッシュメモリ。
JP2124964A 1990-05-14 1990-05-14 キャッシュメモリ Pending JPH0421046A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2124964A JPH0421046A (ja) 1990-05-14 1990-05-14 キャッシュメモリ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2124964A JPH0421046A (ja) 1990-05-14 1990-05-14 キャッシュメモリ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0421046A true JPH0421046A (ja) 1992-01-24

Family

ID=14898578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2124964A Pending JPH0421046A (ja) 1990-05-14 1990-05-14 キャッシュメモリ

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JP (1) JPH0421046A (ja)

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