JPH05120135A - キヤツシユ制御方式 - Google Patents

キヤツシユ制御方式

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Publication number
JPH05120135A
JPH05120135A JP3306847A JP30684791A JPH05120135A JP H05120135 A JPH05120135 A JP H05120135A JP 3306847 A JP3306847 A JP 3306847A JP 30684791 A JP30684791 A JP 30684791A JP H05120135 A JPH05120135 A JP H05120135A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cache
signal
data
mru
directory
Prior art date
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Pending
Application number
JP3306847A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Ejima
良之 江島
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP3306847A priority Critical patent/JPH05120135A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 SRAMの無駄を防止しつつ、データ応答を
高速化する。 【構成】 エンコーダ4によりキャッシュヒット判定部
3から出力されるキャッシュヒット信号からキャッシュ
ディレクトリ部2のウェイ番号を選択するディレクトリ
選択信号を生成する。一方、キャッシュディレクトリ部
2の最近にアクセスしたウェイ番号を記憶手段5に記憶
し、当該ウェイ番号に対応したMRU信号を出力する。
そして、このMRU信号と、エンコーダ4により生成さ
れるディレクトリ選択信号とを比較手段6により比較す
る。データ選択手段9は、これらの信号が一致する場合
には、予めMRU信号でアクセスしておいたキャッシュ
データ部1からのデータを有効とし、これらの信号が一
致しない場合には、ディレクトリ選択信号でキャッシュ
データ部1をアクセスしたデータを有効とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子計算機における主
記憶装置の写しを保持するキャッシュ制御方式に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のキャッシュ制御方式の一
例の説明図である。図示の例は、4ウェイ・セットアソ
シアティブ方式におけるキャッシュ制御装置の構成例を
示したものである。図2において、アクセスアドレス2
8内のセットアドレスによりキャッシュディレクトリ部
22と、キャッシュデータ部21とがアクセスされる。
そして、キャッシュディレクトリ部22に保持されてい
るアドレスがアクセスアドレス28内の上位アドレスと
一致し、かつそのアドレスが有効(Validビット=
1)の時、キャッシュヒット信号が送出される。一方、
キャッシュデータ部21より読み出されたデータのう
ち、キャッシュヒットしたものが選択器27により選択
されてヒットデータとして出力される。
【0003】図3は、従来のキャッシュ制御方式の他の
例の説明図である。この図において、まず、アクセスア
ドレス18内のセットアドレスによりキャッシュディレ
クトリ部12がアクセスされる。そして、キャッシュデ
ィレクトリ部12に保持されているアドレスがアクセス
アドレス18内の上位アドレスと一致し、かつそのアド
レスが有効(Validビット=1)のとき、キャッシ
ュヒット信号が送出される。また、WAYヒット信号を
エンコーダで符号化した信号とセットアドレスとでキャ
ッシュデータ部11をアクセスして、読み出されたデー
タがヒットデータとして出力される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術には、次のような問題があった。即ち、上
述した図2の方式では、所望のセットアドレスサイズに
対して使用するSRAMのアドレスサイズが異なったと
き、セットアドレスが小さいとSRAMはアドレスサイ
ズが大きいことが多いので、空きができてキャッシュデ
ータ部の無駄が多いという問題があった。また、図3の
方式では、図2の方式で問題となっているSRAMの無
駄は少なくなるが、キャッシュディレクトリ部12をア
クセスした後にキャッシュデータ部11をアクセスして
いるので、データ応答が遅くなるという問題があった。
【0005】本発明は、以上の点に着目してなされたも
ので、SRAMに無駄が生じるという欠点又はデータ応
答が遅いという欠点を除去するために、最近参照された
ウェイ番号を保持するMRU回路(RAM)を加え、ほ
とんどの場合に高速にキャッシュをアクセス可能とする
キャッシュ制御方式を提供することを目的とするもので
ある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のキャッシュ制御
方式は、主記憶装置に記憶されたデータの写しを保持す
るキャッシュデータ部と、当該キャッシュデータ部に保
持されたデータのアクセス情報を保持するキャッシュデ
ィレクトリ部と、アクセスアドレスが当該キャッシュデ
ィレクトリ部に保持されたアクセス情報にヒットした場
合にキャッシュヒット信号を出力するキャッシュヒット
判定部と、当該キャッシュヒット判定部から出力される
キャッシュヒット信号から前記キャッシュディレクトリ
部のウェイ番号を選択するディレクトリ選択信号を生成
するエンコーダと、前記キャッシュディレクトリ部の最
近にアクセスしたウェイ番号を記憶し、当該ウェイ番号
に対応したMRU信号を出力する記憶手段と、当該記憶
手段から出力されるMRU信号と、前記エンコーダによ
り生成されるディレクトリ選択信号とを比較し、これら
の信号が一致する場合には、MRU一致信号を出力する
比較手段と、当該比較手段からMRU一致信号が出力さ
れる場合には、予めMRU信号でアクセスしておいたキ
ャッシュデータ部からのデータを有効とし、当該MRU
一致信号が出力されない場合には、前記ディレクトリ選
択信号でキャッシュデータ部をアクセスしたデータを有
効とするデータ選択手段とから成ることを特徴とするも
のである。
【0007】
【作用】本発明のキャッシュ制御方式においては、エン
コーダによりキャッシュヒット判定部から出力されるキ
ャッシュヒット信号からキャッシュディレクトリ部のウ
ェイ番号を選択するディレクトリ選択信号を生成する。
一方、キャッシュディレクトリ部の最近にアクセスした
ウェイ番号を記憶手段に記憶し、当該ウェイ番号に対応
したMRU信号を出力する。そして、当該記憶手段から
出力されるMRU信号と、前記エンコーダにより生成さ
れるディレクトリ選択信号とを比較手段により比較し、
これらの信号が一致する場合には、MRU一致信号を出
力する。データ選択手段は、当該比較手段からMRU一
致信号が出力される場合には、予めMRU信号でアクセ
スしておいたキャッシュデータ部からのデータを有効と
し、当該MRU一致信号が出力されない場合には、ディ
レクトリ選択信号でキャッシュデータ部をアクセスした
データを有効とする。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1は、本発明のキャッシュ制御方式の実
施例の説明図である。図示の装置は、キャッシュデータ
部1と、キャッシュディレクトリ部2と、キャッシュヒ
ット判定部3と、エンコーダ4と、記憶手段5と、比較
手段6と、データ選択手段9とから成る。キャッシュデ
ータ部1は、RAM(ランダム・アクセス・メモリ)等
から成り、図示しない主記憶装置に記憶されたデータの
写しを転送して保持する。キャッシュディレクトリ部2
は、キャッシュデータ部1に保持されたデータのアクセ
ス情報を保持する。この情報には、データが有効か無効
かを示すVビットと、キャッシュデータ部1のウェイ番
号が含まれている。
【0009】キャッシュヒット判定部3は、比較器31
〜34と、アンド回路41〜44とから成る。比較器3
1〜34は、アクセスアドレス18の上位アドレスと、
キャッシュディレクトリ部2の各ウェイ番号に対応して
格納されたアドレスとを比較する。アンド回路41〜4
4は、キャッシュディレクトリ部2の各ウェイ番号に対
応して格納されたVビットが有効であり、且つ比較器3
1〜34の比較の結果、アドレスが一致した場合に、キ
ャッシュヒット信号を出力する。即ち、アクセスアドレ
ス18がキャッシュディレクトリ部2に保持されたアク
セス情報にヒットした場合にキャッシュヒット信号を出
力する。
【0010】エンコーダ4は、キャッシュヒット判定部
3から出力されるキャッシュヒット信号からディレクト
リ選択信号を生成する。即ち、エンコーダ4は、ウェイ
番号0〜4のいずれかがヒットした場合に、そのヒット
したウェイ番号を出力する。記憶手段5は、小容量のR
AMで構成されている。このため、この記憶手段5は、
高速で動作する。この記憶手段5は、キャッシュディレ
クトリ部2の最近にアクセスしたウェイ番号を記憶す
る。そして、当該ウェイ番号に対応したMRU信号を出
力する。ここに、MRUとは、最も最近にアクセスされ
たことを意味する略号である。比較手段6は、記憶手段
5から出力されるMRU信号と、エンコーダ4により生
成されるディレクトリ選択信号とを比較する。そして、
これらの信号が一致する場合には、MRU一致信号を出
力する。
【0011】選択手段7は、アドレスを受付けたタイミ
ングのみMRU信号をキャッシュデータ部1に出力す
る。その他のタイミングでは、ディレクトリ選択信号を
キャッシュデータ部1に出力する。選択手段切換器8
は、選択手段7を上記のように動作させるため、アクセ
スアドレス18を入力し、これに対応した制御信号を選
択手段7の制御端子に入力する。データ選択手段9は、
比較手段6からMRU一致信号が出力される場合には、
予めMRU信号でアクセスしておいたキャッシュデータ
部1からのデータを有効とする。一方、当該MRU一致
信号が出力されない場合には、ディレクトリ選択信号で
キャッシュデータ部1をアクセスしたデータを有効とす
る。即ち、データ選択手段9は、MRU一致信号がオン
ならば、そのタイミング中に入ってくる応答データをヒ
ットデータとして送出する。一方、MRU一致信号がオ
フならば、そのタイミング中に入ってくる応答データを
無効にして、次のタイミングで入ってくる応答データを
ヒットデータとして送出する。以上のように、本発明に
係る装置は、図3に示す従来の装置に、記憶手段5と、
選択手段7と、比較手段6とを追加し、セットアドレス
を入力すると、MRU信号が選択手段7と比較手段6と
に入力されるようにしたものである。
【0012】次に、上述した装置の動作を説明する。図
4は、MRU一致信号がオンの場合の動作を説明するタ
イムチャートであり、図5は、MRU一致信号がオフの
場合の動作を説明するタイムチャートである。図示のよ
うに、第1のタイミングでは、高速で動作する記憶手段
5から選択手段7を介して出力されるMRU信号により
即時にキャッシュデータ部1をアクセスし、当該キャッ
シュデータ部1からデータ選択手段9を介してデータを
出力する。
【0013】これにより、MRU一致信号が有効(オ
ン)ならば、第1のタイミングで出力した先行データを
ヒットデータとし、次の第1のタイミングに移行する。
逆に、MRU一致信号が無効(オフ)ならば、第1のタ
イミングでの先行データをデータ選択手段9によりキャ
ンセルして、第2のタイミングで出力される従来動作
(図3参照)によるヒットデータを有効とする。この場
合、最近参照されたデータが再びアクセスされる可能性
が高いので、MRU一致信号が有効になる確率が高く、
第1のタイミングのみでデータのアクセスが終了する可
能性が高くなる。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のキャッシ
ュ制御方式によれば、小容量で高速の記憶手段等を用い
てキャッシュデータ部のアクセス制御にMRU信号を加
えるようにしたので、データアクセスの生じるほとんど
の場合において、キャッシュデータ部を構成するSRA
Mの無駄を生じることなく、ヒットデータの応答時間の
短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のキャッシュ制御方式の実施例のブロッ
ク図である。
【図2】従来のキャッシュ制御方式の一例の説明図であ
る。
【図3】従来のキャッシュ制御方式の他の例の説明図で
ある。
【図4】MRU一致信号がオンの場合の動作を説明する
タイムチャートである。
【図5】MRU一致信号がオフの場合の動作を説明する
タイムチャートである。
【符号の説明】
1 キャッシュデータ部 2 キャッシュディレクトリ部 3 キャッシュヒット判定部 4 エンコーダ 5 記憶手段 6 比較手段 7 選択手段 8 選択手段切換器 9 データ選択手段

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主記憶装置に記憶されたデータの写しを
    保持するキャッシュデータ部と、 当該キャッシュデータ部に保持されたデータのアクセス
    情報を保持するキャッシュディレクトリ部と、 アクセスアドレスが当該キャッシュディレクトリ部に保
    持されたアクセス情報にヒットした場合にキャッシュヒ
    ット信号を出力するキャッシュヒット判定部と、 当該キャッシュヒット判定部から出力されるキャッシュ
    ヒット信号から前記キャッシュディレクトリ部のウェイ
    番号を選択するディレクトリ選択信号を生成するエンコ
    ーダと、 前記キャッシュディレクトリ部の最近にアクセスしたウ
    ェイ番号を記憶し、当該ウェイ番号に対応したMRU信
    号を出力する記憶手段と、 当該記憶手段から出力されるMRU信号と、前記エンコ
    ーダにより生成されるディレクトリ選択信号とを比較
    し、これらの信号が一致する場合には、MRU一致信号
    を出力する比較手段と、 当該比較手段からMRU一致信号が出力される場合に
    は、予めMRU信号でアクセスしておいたキャッシュデ
    ータ部からのデータを有効とし、当該MRU一致信号が
    出力されない場合には、前記ディレクトリ選択信号でキ
    ャッシュデータ部をアクセスしたデータを有効とするデ
    ータ選択手段とから成ることを特徴とするキャッシュ制
    御方式。
JP3306847A 1991-10-25 1991-10-25 キヤツシユ制御方式 Pending JPH05120135A (ja)

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JPH05120135A true JPH05120135A (ja) 1993-05-18

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JP (1) JPH05120135A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0981457A (ja) * 1995-09-18 1997-03-28 Nec Corp キャッシュ記憶制御装置
US5897651A (en) * 1995-11-13 1999-04-27 International Business Machines Corporation Information handling system including a direct access set associative cache and method for accessing same
JP2003519835A (ja) * 2000-01-03 2003-06-24 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド ウェイ予測がミスした時にサーチを方向付けるための、予測されないウェイからの部分的なタグを提供するキャッシュ
JP2010097557A (ja) * 2008-10-20 2010-04-30 Toshiba Corp セットアソシアティブ方式のキャッシュ装置及びキャッシュ方法
JP2012123719A (ja) * 2010-12-10 2012-06-28 Hitachi Ltd プログラマブルコントローラ

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