JPH04360251A - Computer system - Google Patents

Computer system

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Publication number
JPH04360251A
JPH04360251A JP3136093A JP13609391A JPH04360251A JP H04360251 A JPH04360251 A JP H04360251A JP 3136093 A JP3136093 A JP 3136093A JP 13609391 A JP13609391 A JP 13609391A JP H04360251 A JPH04360251 A JP H04360251A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
read
main memory
cache memory
memory
Prior art date
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Pending
Application number
JP3136093A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Doi
土居 俊雄
Takashi Harada
尚 原田
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3136093A priority Critical patent/JPH04360251A/en
Publication of JPH04360251A publication Critical patent/JPH04360251A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To read out data only within the original data reading time of a main memory even when a cache memory generates a miss. CONSTITUTION:When an MPU 1 generates a data reading request, data concerned are immediately read out from the main memory 2, and if the data are not stored in the cache memory 3, the data read out from the main memory 2 are inputted to the MPU 1. When the data are stored in the memory 3, the stored data are read out from the memory 3 and inputted to the MPU 1. Thereby when data corresponding to a data reading request generated from the MPU 1 are not stored in the cache memory 3, data read out from the main memory 2 are immediately inputted to the MPU 1.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はコンピュータシステム、
特にキャッシュメモリを備えたコンピュータシステムに
関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a computer system,
More particularly, it relates to computer systems with cache memory.

【0002】0002

【従来の技術】図6はキャッシュメモリを備えたコンピ
ュータシステムの従来の一般的な構成例を示すブロック
図である。
2. Description of the Related Art FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional general configuration of a computer system equipped with a cache memory.

【0003】図6において、参照符号1はデータ処理手
段としてのマイクロプロセッシングユニット(以下、M
PUという)であり、2は主メモリである。両者間はア
ドレスバス7及びデータバス8で接続されている。
In FIG. 6, reference numeral 1 denotes a microprocessing unit (hereinafter referred to as M
(referred to as PU), and 2 is the main memory. The two are connected by an address bus 7 and a data bus 8.

【0004】参照符号3はキャッシュメモリであり、上
述のアドレスバス7及びデータバス8が接続されている
。キャッシュメモリ3は主メモリ2に比して小容量では
あるが高速動作するメモリであり、主メモリ2に格納さ
れているデータの一部を保持することが可能である。 キャッシュメモリ3にはMPU1からキャッシュ読出し
開始信号9が与えられている。
Reference numeral 3 is a cache memory to which the above-mentioned address bus 7 and data bus 8 are connected. Although the cache memory 3 has a smaller capacity than the main memory 2, it operates at high speed, and is capable of holding a portion of the data stored in the main memory 2. A cache read start signal 9 is applied to the cache memory 3 from the MPU 1.

【0005】キャッシュメモリ3は、MPU1が読出し
対象としているデータを保持している場合にこれをキャ
ッシュヒットと称してヒット信号13を出力し(アクテ
ィブにし)、MPU1が読出し対象としているデータを
保持していない場合にこれをキャッシュミスと称してヒ
ット信号13を出力しない(アクティブにしない)。ヒ
ット信号13はシーケンサ4及び読出し完了信号発生器
5に与えられる。
When the cache memory 3 holds data to be read by the MPU 1, this is called a cache hit, and the cache memory 3 outputs (makes active) a hit signal 13, thereby holding the data to be read by the MPU 1. If not, this is called a cache miss and the hit signal 13 is not output (does not become active). The hit signal 13 is given to the sequencer 4 and the read completion signal generator 5.

【0006】シーケンサ4は制御回路として機能し、M
PU1がデータの読出しを行う際にキャッシュメモリ3
からヒット信号13が与えられた場合には動作せず、ヒ
ット信号13が与えられない場合にはMPU1からデー
タの読出し時に出力される信号に準じた信号、即ち主メ
モリ読出し開始信号10を主メモリ2へ出力する。また
読出し完了信号発生器5は、ヒット信号13が与えられ
た場合にはキャッシュメモリ3からのデータの読出し完
了に伴ってキャッシュ読出し完了信号11をMPU1へ
出力し、ヒット信号13が与えられていない場合には主
メモリ2から主メモリ読出し完了信号12が与えられる
とキャッシュ読出し完了信号11をMPU1へ出力する
The sequencer 4 functions as a control circuit, and the sequencer 4 functions as a control circuit.
When PU1 reads data, cache memory 3
It does not operate when the hit signal 13 is given from the MPU 1, and when the hit signal 13 is not given, a signal similar to the signal output from the MPU 1 when reading data, that is, the main memory read start signal 10 is sent to the main memory. Output to 2. Further, when the hit signal 13 is given, the read completion signal generator 5 outputs the cache read completion signal 11 to the MPU 1 upon completion of reading data from the cache memory 3, and when the hit signal 13 is not given. In this case, when the main memory read completion signal 12 is given from the main memory 2, the cache read completion signal 11 is output to the MPU 1.

【0007】なお、キャッシュメモリ3, シーケンサ
4及び読出し完了信号発生器5によりキャッシュシステ
ム6を構成している。
Note that a cache system 6 is composed of a cache memory 3, a sequencer 4, and a read completion signal generator 5.

【0008】図7及び図8はこのような従来のコンピュ
ータシステムの動作状態を示すタイミングチャートであ
る。
FIGS. 7 and 8 are timing charts showing the operating state of such a conventional computer system.

【0009】なおここでは、MPU1によるデータの読
出し動作には最小2サイクルが必要であり、必要に応じ
て1サイクル単位で延長が可能である。またキャッシュ
メモリ3によるデータの読出し動作は、ヒット/ミスの
判定動作に1サイクル,その後のデータの読出し動作に
1サイクルの計2サイクルが必要である。更に、主メモ
リ2からのデータの読出しには3サイクルが必要である
とする。
[0009] Here, the data read operation by the MPU 1 requires a minimum of two cycles, and can be extended by one cycle if necessary. Further, the data read operation by the cache memory 3 requires a total of two cycles: one cycle for the hit/miss determination operation and one cycle for the subsequent data read operation. Furthermore, it is assumed that reading data from the main memory 2 requires three cycles.

【0010】まず、キャッシュメモリ3がヒットした場
合の動作について、図7のタイミングチャートを参照し
て説明する。
First, the operation when the cache memory 3 is hit will be explained with reference to the timing chart shown in FIG.

【0011】サイクルS1において、MPU1が読出し
対象のデータのアドレスをアドレスバス7へ出力すると
共にキャッシュメモリ3へキャッシュ読出し開始信号9
を出力することにより、図7(a)に示されているよう
に、MPU1によるデータの読出し動作が開始される。
In cycle S1, the MPU 1 outputs the address of data to be read to the address bus 7, and also sends a cache read start signal 9 to the cache memory 3.
By outputting , the data reading operation by the MPU 1 is started, as shown in FIG. 7(a).

【0012】キャッシュメモリ3は、図7(b)に示さ
れているように、キャッシュ読出し開始信号9が与えら
れることにより、アドレスバス7へ出力されているアド
レスを読込んでそれに対応するデータを保持しているか
否かの判定、即ちヒット/ミスの判定動作を開始する。 キャッシュメモリ3は、サイクルS1における判定動作
の結果、当該アドレスのデータを保持している場合には
ヒットと判定してヒット信号13を出力すると共に、サ
イクルS2においてそのデータをデータバス8へ出力す
る。
As shown in FIG. 7(b), when the cache read start signal 9 is applied, the cache memory 3 reads the address output to the address bus 7 and holds the corresponding data. 2. In other words, a hit/miss determination operation is started. As a result of the determination operation in cycle S1, if the cache memory 3 holds data at the address, it determines that it is a hit and outputs a hit signal 13, and also outputs the data to the data bus 8 in cycle S2. .

【0013】MPU1は、キャッシュメモリ3からデー
タバス8へ出力されているデータを読込む。読出し完了
信号発生器5は、キャッシュメモリ3から出力されたヒ
ット信号13を受けてサイクルS2においてキャッシュ
読出し完了信号11をMPU1へ出力する。以上により
、サイクルS2内にMPU1によるデータの読込みが完
了する。
The MPU 1 reads data output from the cache memory 3 to the data bus 8. The read completion signal generator 5 receives the hit signal 13 output from the cache memory 3 and outputs the cache read completion signal 11 to the MPU 1 in cycle S2. As described above, data reading by the MPU 1 is completed within cycle S2.

【0014】なお、キャッシュメモリ3からヒット信号
13が出力された場合には、シーケンサ4は動作せず、
従って図7(c)に示されているように、主メモリ2は
動作しない。
Note that when the hit signal 13 is output from the cache memory 3, the sequencer 4 does not operate;
Therefore, as shown in FIG. 7(c), the main memory 2 does not operate.

【0015】次に、キャッシュメモリ3がミスした場合
の動作について、図8のタイミングチャートを参照して
説明する。
Next, the operation when the cache memory 3 misses will be explained with reference to the timing chart of FIG.

【0016】サイクルS1においてMPU1が読出し動
作を開始することは、図8(a)に示されているように
、前述のヒットした場合と同様であり、これに伴ってキ
ャッシュメモリ3がヒット/ミスの判定動作を行うこと
も、図8(b)に示されているように、同様である。
The fact that the MPU 1 starts the read operation in cycle S1 is the same as in the case of a hit described above, as shown in FIG. 8(a), and the cache memory 3 accordingly The determination operation is also performed in the same manner as shown in FIG. 8(b).

【0017】しかし、キャッシュメモリ3はサイクルS
2においてミスの判定を行うので、ヒット信号13は出
力されない。この場合、シーケンサ4は主メモリ2に対
して主メモリ読出し開始信号10をサイクルS2から出
力する。
However, the cache memory 3
Since a mistake is determined in step 2, the hit signal 13 is not output. In this case, the sequencer 4 outputs the main memory read start signal 10 to the main memory 2 from cycle S2.

【0018】主メモリ2はシーケンサ4から出力されて
いる主メモリ読出し開始信号10を受けると、図8(c
)に示されているように、サイクルS2からデータの読
出し動作を開始する。即ち、主メモリ2は、アドレスバ
ス7へ出力されているアドレスを読込んでそれに対応す
るデータをサイクルS4においてデータバス8へ出力す
ると共に、主メモリ読出し完了信号12を読出し完了信
号発生器5へ出力する。
When the main memory 2 receives the main memory read start signal 10 output from the sequencer 4,
), the data read operation starts from cycle S2. That is, the main memory 2 reads the address output to the address bus 7 and outputs the corresponding data to the data bus 8 in cycle S4, and also outputs the main memory read completion signal 12 to the read completion signal generator 5. do.

【0019】MPU1は主メモリ2がデータバス8へ出
力したデータを読込む。また、読出し完了信号発生器5
は、キャッシュメモリ3からヒット信号13が出力され
なかったので、主メモリ2から主メモリ読出し完了信号
12が出力された時点でキャッシュ読出し完了信号11
をMPU1へ出力する。以上により、サイクルS4内に
MPU1によるデータの読込みが完了する。
The MPU 1 reads data output from the main memory 2 to the data bus 8. In addition, the read completion signal generator 5
Since the hit signal 13 was not output from the cache memory 3, the cache read completion signal 11 was output when the main memory read completion signal 12 was output from the main memory 2.
is output to MPU1. As described above, data reading by the MPU 1 is completed within cycle S4.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】以上のような動作を行
う従来のコンピュータシステムでは、キャッシュメモリ
が当該アドレスのデータを保持していない場合、即ちミ
スした場合には、ミスの判定が行われた後に主メモリに
対するデータの読出しが開始される。このため、主メモ
リからのデータの読出しそのものは3サイクルで可能で
あるにも拘わらず、MPUがデータの読出し動作を開始
した時点からは全体として4サイクルの時間が必要にな
る。
[Problem to be Solved by the Invention] In conventional computer systems that operate as described above, if the cache memory does not hold data at the relevant address, that is, if there is a miss, a mistake is determined. Afterwards, data reading from the main memory begins. Therefore, even though reading data from the main memory itself can be done in three cycles, a total of four cycles are required from the time when the MPU starts the data reading operation.

【0021】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、キャッシュメモリがミスした場合にも、主
メモリ本来のデータ読出し時間のみでデータの読出しが
可能なコンピュータシステムの提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to provide a computer system that can read data using only the data read time originally provided by the main memory even if the cache memory misses. do.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の発明は、
データ処理手段がデータの読出し要求を発した場合には
当該データが主メモリから直ちに読出され、当該データ
がキャッシュメモリに保持されていなければこの主メモ
リから読出されたデータがデータ処理手段に読込まれ、
当該データがキャッシュメモリに保持されていればそれ
がキャッシュメモリから読出されてデータ処理手段に読
込まれる。
[Means for solving the problems] The first invention of the present invention is
When the data processing means issues a data read request, the data is immediately read from the main memory, and if the data is not held in the cache memory, the data read from the main memory is read into the data processing means. ,
If the data is held in the cache memory, it is read from the cache memory and read into the data processing means.

【0023】また本発明の第2の発明は、データ処理手
段がデータの読出し要求を発した場合には当該データが
主メモリから直ちに読出されるように制御する制御回路
と、当該データがキャッシュメモリに保持されている場
合には主メモリから読出されたデータのデータ処理手段
への伝送を遮断する手段とを備えている。
A second aspect of the present invention also provides a control circuit for controlling such that when the data processing means issues a data read request, the data is immediately read from the main memory; and means for interrupting transmission of data read from the main memory to the data processing means when the data is held in the main memory.

【0024】更に本発明の第3の発明は、主メモリから
のデータの読出しが完了している状態においてデータ処
理手段が処理対象のデータの読出し要求を発した場合は
直ちに主メモリに対して当該データの読出しを行わせ、
主メモリからのデータの読出しが完了していない状態に
おいてデータ処理手段が処理対象のデータの読出し要求
を発した場合は当該データをキャッシュメモリが保持し
ていれば主メモリに対する制御を行わず、当該データを
キャッシュメモリが保持していなければデータ処理手段
によるデータの読出しが完了した時点で主メモリに当該
データの読出しを行わせる制御回路と、当該データがキ
ャッシュメモリに保持されている場合には主メモリから
読出されたデータのデータ処理手段への伝送を遮断する
手段とを備えている。
Furthermore, the third aspect of the present invention is that when the data processing means issues a read request for data to be processed in a state where reading of data from the main memory has been completed, the data processing means immediately requests the main memory to read the data to be processed. read the data,
If the data processing means issues a read request for the data to be processed in a state where reading of data from the main memory has not been completed, if the data is held in the cache memory, no control is performed on the main memory; A control circuit that causes the main memory to read the data when the data processing means completes reading the data if the data is not held in the cache memory; and means for interrupting transmission of data read from the memory to the data processing means.

【0025】[0025]

【作用】本発明の第1及び第2の発明では、データ処理
手段がデータの読出し要求を発した場合にそのデータが
キャッシュメモリに保持されていなければ、主メモリか
ら読出されたデータが直ちにデータ処理手段に読込まれ
る。
[Operation] In the first and second aspects of the present invention, when the data processing means issues a data read request, if the data is not held in the cache memory, the data read from the main memory is immediately converted into a data read request. It is read into the processing means.

【0026】また本発明の第3の発明では、主メモリが
前回のデータ読出しを完了していない状態でデータ処理
手段がデータの読出し要求を発した場合にそのデータが
キャッシュメモリに保持されていなければ、前回の主メ
モリからのデータの読出しが完了した時点で直ちに次の
データ読出しが開始される。
Further, in the third aspect of the present invention, when the data processing means issues a data read request in a state where the main memory has not completed reading the previous data, the data must be held in the cache memory. For example, the next data read starts immediately after the previous data read from the main memory is completed.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて詳述する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to drawings showing embodiments thereof.

【0028】図1は本発明に係るコンピュータシステム
の構成を示すブロック図である。なお、図1において前
述の従来例の説明で参照した図6と同一の参照符号は同
一又は相当部分を示している。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a computer system according to the present invention. Note that in FIG. 1, the same reference numerals as in FIG. 6 referred to in the description of the conventional example described above indicate the same or corresponding parts.

【0029】図1において、参照符号1はデータ処理手
段としてのマイクロプロセッシングユニット(以下、M
PUという)であり、2は主メモリである。MPU1と
主メモリ2との間はアドレスバス7で接続されている。 また、主メモリ2からMPU1への間のデータの転送は
バッファ14を介して行われるように構成されており、
主メモリ2とバッファ14との間がローカルデータバス
8bで、またバッファ14とMPU1との間がシステム
データバス8aでそれぞれ接続されている。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a microprocessing unit (hereinafter referred to as M
(referred to as PU), and 2 is the main memory. An address bus 7 connects the MPU 1 and the main memory 2. Further, data is transferred from the main memory 2 to the MPU 1 via a buffer 14,
The main memory 2 and the buffer 14 are connected by a local data bus 8b, and the buffer 14 and the MPU 1 are connected by a system data bus 8a.

【0030】バッファ14は、後述するキャッシュメモ
リ3から出力されるヒット信号13が与えられている場
合はローカルデータバス8bとシステムデータバス8a
との間の接続を遮断し、ヒット信号13が与えられてい
ない場合はローカルデータバス8bとシステムデータバ
ス8aとの間を接続する。
When the buffer 14 receives a hit signal 13 output from the cache memory 3, which will be described later, the buffer 14 connects the local data bus 8b and the system data bus 8a.
If the hit signal 13 is not applied, the local data bus 8b and the system data bus 8a are connected.

【0031】参照符号3はキャッシュメモリであり、上
述のアドレスバス7及びシステムデータバス8aが接続
されている。キャッシュメモリ3は主メモリ2に比して
小容量ではあるが高速動作するメモリであり、主メモリ
2に格納されているデータの一部を保持することが可能
である。キャッシュメモリ3にはMPU1からキャッシ
ュ読出し開始信号9が与えられている。なお、このキャ
ッシュ読出し開始信号9は後述するシーケンサ4にも与
えられている。
Reference numeral 3 is a cache memory to which the above-mentioned address bus 7 and system data bus 8a are connected. Although the cache memory 3 has a smaller capacity than the main memory 2, it operates at high speed, and is capable of holding a portion of the data stored in the main memory 2. A cache read start signal 9 is applied to the cache memory 3 from the MPU 1. Note that this cache read start signal 9 is also given to a sequencer 4, which will be described later.

【0032】キャッシュメモリ3は、MPU1が読出し
対象としているデータを保持している場合にこれをキャ
ッシュヒットと称してヒット信号13を出力し(アクテ
ィブにし)、MPU1が読出し対象としているデータを
保持していない場合にこれをキャッシュミスと称してヒ
ット信号13を出力しない(アクティブにしない)。ヒ
ット信号13は前述のバッファ14及び読出し完了信号
発生器5へ与えられる。
When the cache memory 3 holds the data to be read by the MPU 1, this is called a cache hit, and the cache memory 3 outputs (makes active) the hit signal 13, thereby holding the data to be read by the MPU 1. If not, this is called a cache miss and the hit signal 13 is not output (does not become active). The hit signal 13 is applied to the buffer 14 and read completion signal generator 5 mentioned above.

【0033】読出し完了信号発生器5は、ヒット信号1
3が与えられた場合にはキャッシュメモリ3からのデー
タの読出し完了に伴ってキャッシュ読出し完了信号11
をMPU1へ出力し、ヒット信号13が与えられていな
い場合には主メモリ2から主メモリ読出し完了信号12
が出力された時点で読出し完了信号11をMPU1へ出
力する。なお、主メモリ読出し完了信号12はシーケン
サ4にも与えられている。
The read completion signal generator 5 generates a hit signal 1
3 is given, the cache read completion signal 11 is generated upon completion of reading data from the cache memory 3.
is output to the MPU 1, and if the hit signal 13 is not given, the main memory read completion signal 12 is output from the main memory 2.
At the time when is output, a read completion signal 11 is output to the MPU 1. Note that the main memory read completion signal 12 is also given to the sequencer 4.

【0034】シーケンサ4は制御回路として機能し、M
PU1がデータの読出しを行う際に出力されるキャッシ
ュ読出し開始信号9が与えられるとMPU1からデータ
の読出し時に出力される信号に準じた信号、即ち主メモ
リ読出し開始信号10を主メモリ2へ出力する。但し、
シーケンサ4は、キャッシュ読出し開始信号9が与えら
れた場合においても、その前に与えられたキャッシュ読
出し開始信号9に対して主メモリ2から主メモリ読出し
完了信号12が出力されていない場合には一旦主メモリ
読出し開始信号10の出力を待ち合わせ、主メモリ2か
ら主メモリ読出し完了信号12が出力された後に主メモ
リ読出し開始信号10を出力する。
The sequencer 4 functions as a control circuit, and the sequencer 4 functions as a control circuit.
When the PU 1 receives the cache read start signal 9 output when reading data, it outputs a signal similar to the signal output from the MPU 1 when reading data, that is, a main memory read start signal 10 to the main memory 2. . however,
Even when the cache read start signal 9 is applied, the sequencer 4 temporarily outputs the main memory read completion signal 12 from the main memory 2 in response to the previously applied cache read start signal 9. It waits for the main memory read start signal 10 to be output, and outputs the main memory read start signal 10 after the main memory read completion signal 12 is output from the main memory 2.

【0035】なお、キャッシュメモリ3, シーケンサ
4及び読出し完了信号発生器5によりキャッシュシステ
ム6を構成している。
Note that a cache system 6 is composed of the cache memory 3, the sequencer 4, and the read completion signal generator 5.

【0036】図2,図3及び図4はこのような構成の本
発明のコンピュータシステムの動作状態を示すタイミン
グチャートである。
FIGS. 2, 3, and 4 are timing charts showing the operating state of the computer system of the present invention having such a configuration.

【0037】なおここでは、MPU1によるデータの読
出し動作には最小2サイクルが必要であり、必要に応じ
て1サイクル単位で延長が可能である。またキャッシュ
メモリ3によるデータの読出し動作は、ヒット/ミスの
判定動作に1サイクル,その後のデータの読出し動作に
1サイクルの計2サイクルが必要である。更に、主メモ
リ2からのデータの読出しには3サイクルが必要である
とする。
Note that the data read operation by the MPU 1 requires at least two cycles, and can be extended by one cycle if necessary. Further, the data read operation by the cache memory 3 requires a total of two cycles: one cycle for the hit/miss determination operation and one cycle for the subsequent data read operation. Furthermore, it is assumed that reading data from the main memory 2 requires three cycles.

【0038】まず、キャッシュメモリ3がヒットした場
合の動作について、図2のタイミングチャートを参照し
て説明する。
First, the operation when the cache memory 3 is hit will be explained with reference to the timing chart of FIG.

【0039】サイクルS1において、MPU1が読出し
対象のデータのアドレスをアドレスバス7へ出力すると
共にキャッシュメモリ3へキャッシュ読出し開始信号9
を出力することにより、図2(a)に示されているよう
に、MPU1によるデータの読出し動作が開始される。
In cycle S1, the MPU 1 outputs the address of data to be read to the address bus 7, and also sends a cache read start signal 9 to the cache memory 3.
By outputting , the data reading operation by the MPU 1 is started, as shown in FIG. 2(a).

【0040】キャッシュメモリ3は、図2(b)に示さ
れているように、キャッシュ読出し開始信号9が与えら
れることにより、アドレスバス7へ出力されているアド
レスを読込んでそれに対応するデータを保持しているか
否かの判定、即ちヒット/ミスの判定動作を開始する。
As shown in FIG. 2(b), when the cache read start signal 9 is applied, the cache memory 3 reads the address output to the address bus 7 and holds the corresponding data. 2. In other words, a hit/miss determination operation is started.

【0041】また、MPU1から出力されたキャッシュ
読出し開始信号9はシーケンサ4にも与えられるので、
シーケンサ4は主メモリ読出し開始信号10を主メモリ
2へ出力する。これにより、図2(c)に示されている
ように、主メモリ2はサイクルS1においてデータの読
出し動作を開始する。
Furthermore, since the cache read start signal 9 outputted from the MPU 1 is also given to the sequencer 4,
Sequencer 4 outputs main memory read start signal 10 to main memory 2 . As a result, the main memory 2 starts a data read operation in cycle S1, as shown in FIG. 2(c).

【0042】キャッシュメモリ3は、サイクルS1にお
ける判定動作の結果、当該アドレスのデータを保持して
いる場合はヒットと判定してヒット信号13を出力する
と共に、サイクルS2においてそのデータをシステムデ
ータバス8aへ出力する。キャッシュメモリ3からヒッ
ト信号13が出力されることにより、バッファ14はロ
ーカルデータバス8bとシステムデータバス8aとの間
の接続を遮断する。
As a result of the judgment operation in cycle S1, if the cache memory 3 holds the data at the address, it judges it as a hit and outputs the hit signal 13, and in cycle S2, the cache memory 3 transfers the data to the system data bus 8a. Output to. When the hit signal 13 is output from the cache memory 3, the buffer 14 cuts off the connection between the local data bus 8b and the system data bus 8a.

【0043】MPU1は、キャッシュメモリ3からシス
テムデータバス8aへ出力されているデータを読込む。 読出し完了信号発生器5は、サイクルS2においてキャ
ッシュメモリ3から出力されたヒット信号13を受けて
キャッシュ読出し完了信号11をMPU1へ出力する。 以上により、サイクルS2内にMPU1によるデータの
読込みが完了する。
MPU 1 reads data output from cache memory 3 to system data bus 8a. Read completion signal generator 5 receives hit signal 13 output from cache memory 3 in cycle S2 and outputs cache read completion signal 11 to MPU 1. As described above, data reading by the MPU 1 is completed within cycle S2.

【0044】なお、シーケンサ4から主メモリ2へ主メ
モリ読出し開始信号10が出力されることにより、主メ
モリ2もデータの読出し動作をサイクルS1から開始し
、サイクルS3までの所定の3サイクルでデータの読出
し動作を行う。従って、サイクルS3において主メモリ
2は当該データをローカルデータバス8bへ出力すると
共に、主メモリ読出し完了信号12を出力する。しかし
、バッファ14はキャッシュメモリ3からヒット信号1
3が与えられていることによりローカルデータバス8b
とシステムデータバス8aとの間の接続を遮断している
ので、主メモリ2からローカルデータバス8bへ出力さ
れたデータがMPU1へ入力されることはない。また、
読出し完了信号発生器5は主メモリ2から出力された主
メモリ読出し完了信号12を無視する。
Note that by outputting the main memory read start signal 10 from the sequencer 4 to the main memory 2, the main memory 2 also starts the data read operation from cycle S1, and reads the data in three predetermined cycles up to cycle S3. Read operation is performed. Therefore, in cycle S3, the main memory 2 outputs the data to the local data bus 8b and also outputs the main memory read completion signal 12. However, the buffer 14 receives the hit signal 1 from the cache memory 3.
3 is given, the local data bus 8b
Since the connection between the main memory 2 and the system data bus 8a is cut off, data output from the main memory 2 to the local data bus 8b is not input to the MPU 1. Also,
The read completion signal generator 5 ignores the main memory read completion signal 12 output from the main memory 2.

【0045】次に、キャッシュメモリ3がミスした場合
の動作について、図3のタイミングチャートを参照して
説明する。
Next, the operation when the cache memory 3 misses will be explained with reference to the timing chart of FIG.

【0046】サイクルS1においてMPU1が読出し動
作を開始することは、図3(a)に示されているように
、前述のキャッシュメモリ3がヒットした場合と同様で
あり、これに伴ってキャッシュメモリ3がヒット/ミス
の判定動作を行うことも、図3(b)に示されているよ
うに、同様である。更に、MPU1から出力されたキャ
ッシュ読出し開始信号9がシーケンサ4にも与えられ、
これによりシーケンサ4が主メモリ2へ主メモリ読出し
開始信号10を出力することも同様である。
The fact that the MPU 1 starts the read operation in cycle S1 is similar to the case where the cache memory 3 is hit, as shown in FIG. Similarly, as shown in FIG. 3(b), performs a hit/miss determination operation. Furthermore, the cache read start signal 9 output from the MPU 1 is also given to the sequencer 4,
This also causes the sequencer 4 to output the main memory read start signal 10 to the main memory 2.

【0047】しかし、キャッシュメモリ3はサイクルS
2においてミスの判定を行うので、ヒット信号13は出
力されない。
However, the cache memory 3
Since a mistake is determined in step 2, the hit signal 13 is not output.

【0048】主メモリ2は、キャッシュメモリ3でのヒ
ット/ミスの判定の結果の如何には拘わらず、シーケン
サ4から出力されている主メモリ読出し開始信号10を
受けると、図3(c)に示されているように、サイクル
S1からデータの読出し動作を開始する。即ち、サイク
ルS1において主メモリ2は、アドレスバス7へ出力さ
れているアドレスを読込み、サイクルS3においてロー
カルデータバス8bへデータを出力すると共に、主メモ
リ読出し完了信号12を読出し完了信号発生器5及びシ
ーケンサ4へ出力する。
Regardless of the hit/miss determination result in the cache memory 3, when the main memory 2 receives the main memory read start signal 10 output from the sequencer 4, the main memory 2 performs the process as shown in FIG. 3(c). As shown, the data read operation starts from cycle S1. That is, in cycle S1, the main memory 2 reads the address output to the address bus 7, and in cycle S3, outputs the data to the local data bus 8b, and also outputs the main memory read completion signal 12 to the read completion signal generator 5 and Output to sequencer 4.

【0049】この場合、バッファ14はヒット信号13
が与えられていないことによりローカルデータバス8b
とシステムデータバス8aとを接続しているので、主メ
モリ2からローカルデータバス8bへ出力されたデータ
はバッファ14及びシステムデータバス8aを介してM
PU1に読込まれる。
In this case, the buffer 14 receives the hit signal 13
local data bus 8b is not given.
and the system data bus 8a, the data output from the main memory 2 to the local data bus 8b is transferred via the buffer 14 and the system data bus 8a.
Read into PU1.

【0050】また、主メモリ2からサイクルS3におい
て主メモリ読出し完了信号12が出力されるが、読出し
完了信号発生器5にヒット信号13が与えられていない
ので、読出し完了信号発生器5は主メモリ読出し完了信
号12が与えられた時点でキャッシュ読出し完了信号1
1をMPU1へ出力する。
Furthermore, the main memory read completion signal 12 is output from the main memory 2 in cycle S3, but since the hit signal 13 is not given to the read completion signal generator 5, the read completion signal generator 5 outputs the main memory read completion signal 12. When the read completion signal 12 is given, the cache read completion signal 1
1 to MPU1.

【0051】なお、図3のタイミングチャートのサイク
ルS1において、前回の主メモリ2からのデータの読出
しが完了していない場合には、図4のタイミングチャー
トに示されているように動作する。
Note that in cycle S1 of the timing chart of FIG. 3, if the previous reading of data from the main memory 2 has not been completed, the operation is performed as shown in the timing chart of FIG.

【0052】即ち、MPU1から出力されたキャッシュ
読出し開始信号9がシーケンサ4に与えられたサイクル
S1の開始時点において、図4(c)に示されているよ
うに、主メモリ2からのデータの読出しが未だ完了して
いなければ、主メモリ2から主メモリ読出し完了信号1
2が出力されていないので、シーケンサ4は主メモリ読
出し開始信号10の出力を見合わせる。そして、図4(
c)に示されているように、サイクルS1の終了時点で
主メモリ2からのデータの読出しが完了して主メモリ読
出し完了信号12が出力されると、シーケンサ4は主メ
モリ読出し開始信号10を主メモリ2へ出力して次のデ
ータの読出し動作をサイクルS2の開始時点から開始さ
せる。
That is, at the start of cycle S1 when the cache read start signal 9 output from the MPU 1 is applied to the sequencer 4, data is read from the main memory 2 as shown in FIG. 4(c). If the main memory read completion signal 1 is not completed yet, the main memory read completion signal 1 is sent from the main memory 2.
2 is not being output, the sequencer 4 suspends outputting the main memory read start signal 10. And Figure 4 (
As shown in c), when the reading of data from the main memory 2 is completed at the end of the cycle S1 and the main memory read completion signal 12 is output, the sequencer 4 outputs the main memory read start signal 10. The data is output to the main memory 2 and the next data read operation is started from the start of cycle S2.

【0053】従って、この場合には、MPU1がデータ
の読出し動作を開始したサイクルS1から始まって、サ
イクルS4までの計4サイクルの時間が必要になる。
Therefore, in this case, a total of four cycles are required, starting from cycle S1 when the MPU 1 starts the data read operation and ending at cycle S4.

【0054】次に本発明の第2の他の実施例について説
明する。この実施例では、図1に破線にて示されている
ように、ヒット信号13が主メモリ2にも与えられてい
る。そして、主メモリ2はこのヒット信号13が与えら
れるとデータの読出し動作を停止するように構成されて
いる。
Next, a second alternative embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the hit signal 13 is also applied to the main memory 2, as indicated by the broken line in FIG. The main memory 2 is configured to stop the data read operation when this hit signal 13 is applied.

【0055】このような本発明の他の実施例のキャッシ
ュメモリ3がヒットした場合の動作について、図5のタ
イミングチャートを参照して説明する。
The operation when the cache memory 3 of another embodiment of the present invention is hit will be explained with reference to the timing chart of FIG.

【0056】図5(a)及び(b)に示されているよう
に、MPU1によるデータの読出しが開始され、キャッ
シュメモリ3がヒットしてヒット信号13が出力される
。また、図5(c)に示されているように、キャッシュ
読出し開始信号9が主メモリ2に与えられるので、主メ
モリ2はサイクルS1においてデータの読出しを開始す
る。ここまでの動作は前述の図2のタイミングチャート
に示されている場合と同様である。しかし、本実施例で
はヒット信号13が主メモリ2にも入力されるので、図
5(c)に示されているように、主メモリ2はサイクル
S2においてデータの読出し動作を停止する。
As shown in FIGS. 5A and 5B, reading of data by the MPU 1 is started, a hit occurs in the cache memory 3, and a hit signal 13 is output. Further, as shown in FIG. 5C, the cache read start signal 9 is applied to the main memory 2, so the main memory 2 starts reading data in cycle S1. The operation up to this point is the same as that shown in the timing chart of FIG. 2 described above. However, in this embodiment, since the hit signal 13 is also input to the main memory 2, the main memory 2 stops the data read operation in cycle S2, as shown in FIG. 5(c).

【0057】図2のタイミングチャートに示されている
ような状態、即ちMPU1によるデータの読出しがキャ
ッシュメモリ3にヒットした状態の次にMPU1による
データの読出しがミスした状態が生じた場合には、図4
に示されているような状態になり、図2のサイクルS4
(図4のサイクルS2)から次のデータの主メモリ2か
らの読出しが開始いされる。
If the situation shown in the timing chart of FIG. 2 occurs, that is, when the data read by the MPU 1 hits the cache memory 3 and then the data read by the MPU 1 misses, Figure 4
The state is as shown in Figure 2, cycle S4.
Reading of the next data from the main memory 2 starts from (cycle S2 in FIG. 4).

【0058】しかし、本実施例の構成ではそのような場
合に、図2のサイクルS3(図4のサイクルS1)にお
いて直ちに主メモリ2からデータの読出しを行うことが
可能になる。
However, with the configuration of this embodiment, in such a case, data can be immediately read from the main memory 2 in cycle S3 in FIG. 2 (cycle S1 in FIG. 4).

【0059】[0059]

【発明の効果】以上に詳述したように本発明によれば、
MPUからのキャッシュメモリに対するデータの読出し
開始と同時に主メモリに対してデータの読出し動作を行
わせるシーケンサを備えているので、MPUが読出し対
象としているデータをキャッシュメモリが保持していな
い場合にも主メモリからのデータの読出しに要する時間
が短縮される。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention,
Since it is equipped with a sequencer that reads data from the main memory at the same time as the MPU starts reading data from the cache memory, the main memory can be read even if the cache memory does not hold the data that the MPU is trying to read. The time required to read data from memory is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明に係るキャッシュメモリを備えたコンピ
ュータシステムの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a computer system equipped with a cache memory according to the present invention.

【図2】本発明のコンピュータシステムのキャッシュヒ
ット時の場合の動作状態を示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 2 is a timing chart showing the operating state of the computer system of the present invention when a cache hit occurs.

【図3】本発明のコンピュータシステムのキャッシュミ
ス時の場合の動作状態を示すタイミングチャートである
FIG. 3 is a timing chart showing the operating state of the computer system of the present invention when a cache miss occurs.

【図4】本発明のコンピュータシステムのキャッシュミ
ス時の動作状態を示すタイミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing the operating state of the computer system of the present invention at the time of a cache miss.

【図5】本発明のコンピュータシステムの他の実施例の
キャッシュヒット時の動作状態を示すタイミングチャー
トである。
FIG. 5 is a timing chart showing the operating state of another embodiment of the computer system of the present invention at the time of a cache hit.

【図6】キャッシュメモリを備えたコンピュータシステ
ムの従来の一般的な構成例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional general configuration of a computer system equipped with a cache memory.

【図7】従来のコンピュータシステムのキャッシュヒッ
ト時の動作状態を示すタイミングチャートである。
FIG. 7 is a timing chart showing the operating state of a conventional computer system when a cache hit occurs.

【図8】従来のコンピュータシステムのキャッシュミス
時の動作状態を示すタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart showing the operating state of a conventional computer system when a cache miss occurs.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1    MPU 2    主メモリ 3    キャッシュメモリ 4    シーケンサ 14  バッファ 1 MPU 2 Main memory 3 Cache memory 4 Sequencer 14 Buffer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  データ処理手段と、該データ処理手段
により読出されるデータを格納した主メモリと、該主メ
モリに格納されているデータの一部を保持するキャッシ
ュメモリとを備えたコンピュータシステムにおいて、前
記データ処理手段がデータの読出し要求を発した際に、
当該データを前記キャッシュメモリが保持している場合
は前記キャッシュメモリ及び前記主メモリから当該デー
タがそれぞれ読出され、前記データ処理手段は前記キャ
ッシュメモリから読出されたデータを読込むべくなして
あることを特徴とするコンピュータシステム。
1. A computer system comprising: a data processing means; a main memory storing data read by the data processing means; and a cache memory holding a part of the data stored in the main memory. , when the data processing means issues a data read request,
If the cache memory holds the data, the data is read from the cache memory and the main memory, respectively, and the data processing means is configured to read the data read from the cache memory. Characteristic computer system.
【請求項2】  データ処理手段と、該データ処理手段
により読出されるデータを格納した主メモリと、該主メ
モリに格納されているデータの一部を保持するキャッシ
ュメモリとを備え、前記データ処理手段がデータの読出
し要求を発した際に、前記キャッシュメモリは当該デー
タを保持しているか否かの判断を行い、当該データを前
記キャッシュメモリが保持している場合は前記キャッシ
ュメモリから当該データが読出されて前記データ処理手
段に読込まれ、当該データを前記キャッシュメモリが保
持していない場合は前記主メモリから当該データが読出
されて前記データ処理手段に読込まれるべくなしたコン
ピュータシステムにおいて、前記データ処理手段がデー
タの読出し要求を発した際に、前記主メモリに対して当
該データの読出すを行わせる制御回路と、前記キャッシ
ュメモリが当該データを保持している場合に、前記主メ
モリから読出されたデータの前記データ処理手段への伝
送を遮断する手段とを備えたことを特徴とするコンピュ
ータシステム。
2. A method comprising: a data processing means; a main memory storing data read by the data processing means; and a cache memory holding a part of the data stored in the main memory; When the means issues a data read request, the cache memory determines whether or not it holds the data, and if the cache memory holds the data, the data is retrieved from the cache memory. In the computer system, the data is read out and read into the data processing means, and when the data is not held in the cache memory, the data is read out from the main memory and read into the data processing means. a control circuit that causes the main memory to read the data when the data processing means issues a data read request; and a control circuit that causes the main memory to read the data; A computer system comprising: means for blocking transmission of read data to the data processing means.
【請求項3】  データ処理手段と、該データ処理手段
により読出されるデータを格納した主メモリと、該主メ
モリに格納されているデータの一部を保持するキャッシ
ュメモリとを備え、前記データ処理手段がデータの読出
し要求を発した際に、前記キャッシュメモリは当該デー
タを保持しているか否かの判断を行い、当該データを前
記キャッシュメモリが保持している場合は前記キャッシ
ュメモリから当該データが読出されて前記データ処理手
段に読込まれ、当該データを前記キャッシュメモリが保
持していない場合は前記主メモリから当該データが読出
されて前記データ処理手段に読込まれるべくなしたコン
ピュータシステムにおいて、前記データ処理手段が処理
対象のデータの読出し要求を発した際に前回の前記主メ
モリからのデータの読出しが完了している場合は、前記
主メモリに対して当該データの読出しを行わせ、前記デ
ータ処理手段が処理対象のデータの読出し要求を発した
際に前回の前記主メモリからのデータの読出しが完了し
ていない場合は、当該データを前記キャッシュメモリが
保持しているときは前記主メモリにデータの読出しを行
わせず、当該データを前記キャッシュメモリが保持して
いないときは前記データ処理手段によるデータの読出し
が完了した時点で前記主メモリに当該データの読出しを
行わせる制御回路と、前記キャッシュメモリが当該デー
タを保持している場合に、前記主メモリから読出された
データの前記データ処理手段への伝送を遮断する手段と
を備えたことを特徴とするコンピュータシステム。
3. A method comprising: a data processing means; a main memory storing data read by the data processing means; and a cache memory holding a part of the data stored in the main memory; When the means issues a data read request, the cache memory determines whether or not it holds the data, and if the cache memory holds the data, the data is retrieved from the cache memory. In the computer system, the data is read out and read into the data processing means, and when the data is not held in the cache memory, the data is read out from the main memory and read into the data processing means. If the previous reading of data from the main memory has been completed when the data processing means issues a request to read the data to be processed, it causes the main memory to read the data, and If the previous reading of data from the main memory has not been completed when the processing means issues a request to read the data to be processed, if the data is held in the cache memory, the data is stored in the main memory. a control circuit that does not read data and causes the main memory to read the data when the data processing means completes reading the data when the cache memory does not hold the data; A computer system comprising: means for interrupting transmission of data read from the main memory to the data processing means when a cache memory holds the data.
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