JPH05210588A - キャッシュ・メモリ・システム - Google Patents

キャッシュ・メモリ・システム

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Publication number
JPH05210588A
JPH05210588A JP4008882A JP888292A JPH05210588A JP H05210588 A JPH05210588 A JP H05210588A JP 4008882 A JP4008882 A JP 4008882A JP 888292 A JP888292 A JP 888292A JP H05210588 A JPH05210588 A JP H05210588A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cache memory
data
cache
line
instruction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4008882A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirokazu Tsukamoto
宏和 塚本
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
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP4008882A priority Critical patent/JPH05210588A/ja
Publication of JPH05210588A publication Critical patent/JPH05210588A/ja
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】キャッシュ・メモリ初期化のプログラムを作成
しなくて済むようにし、ライトスルー方式での初期化所
要時間を短縮する。 【構成】キャッシュ・メモリ・コントローラ1の制御部
11に、2つのキャッシュ・メモリ(2,3)の各キャ
ッシュ・ラインCLの有効ビットVを初期化する機能を
もたせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はキャッシュ・メモリ・シ
ステムに関し、特にキャッシュ・メモリのデータを初期
化して使用する構成のキャッシュ・メモリ・システムに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のキャッシュ・メモリ・シ
ステムの第1の例を図5に示す。
【0003】このキャッシュ・メモリ・システムは、1
単位の命令IR及びデータDT、これら命令IR及びデ
ータDTと対応するタグTG、命令IR,データDT及
びタグTGに対するパリティビットIRP,DTP,T
GP、並びにこれらに対する有効ビットVを含むライン
データを格納するキャッシュ・ラインCLをそれぞれ複
数備えた命令キャッシュ・メモリ2及びデータキャッシ
ュ・メモリ3と、メイン・メモリ4と、リセット信号R
ST入力時、内部状態を初期化して命令キャッシュ・メ
モリ2,データキャッシュ・メモリ3,及びメイン・メ
モリ4を制御するキャッシュ・メモリ・コントローラ1
xとを有する構成となっていた。
【0004】この例のキャッシュ・メモリ・コントロー
ラ1xの制御部11xによる内部初期化の具体的な動作
の流れを示すフローチャートを図6に示す。
【0005】この内部初期化は、 (1)リセット信号入力。初期化シーケンス開始(S−
1)。 (2)コントロール・レジスタ、ステータス・レジスタ
の初期化(S−2)。 (3)内部動作モードをレジスタの初期値に従いイニシ
ャライズする(S−3)。 のステップで行なわれ、命令キャッシュ・メモリ2及び
データキャッシュ・メモリ3の各キャッシュ・ラインC
Lのラインデータの初期化はキャッシュ・メモリ・コン
トローラ1xでは行なわず、この内部初期化の後にマイ
クロプロセッサのプログラミングで行っていた。
【0006】図7は従来のキャッシュ・メモリ・システ
ムの第2の例を示すブロック図である。
【0007】この例は、命令キャッシュ・メモリ2a,
データキャッシュ・メモリ3aに有効ビットを持たない
ものである。この場合も第1の例と同様、キャッシュ・
ラインCLaの内容のラインデータの初期化は、マイク
ロプロセッサのプログラミングで行っていた。
【0008】
【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・メモリ・システムでは、キャッシュ・メモリ・コ
ントローラ1x,1axの内部初期化を行った後、マイ
クロプロセッサのプログラミングにより命令キャッシュ
・メモリ2,2a、データキャッシュ・メモリ3,3a
の各キャッシュ・ラインCL,CLaの内容を初期化す
る構成となっているので、初期化プログラムが必要とな
るという欠点があり、また、キャッシングの方式がライ
トスルーの場合、キャッシュ・メモリに連続して書込む
場合のキャッシュ・メモリの書込みのスピードは、DR
AM等で構成されているアクセス時間の長いメイン・メ
モリへの書込みスピードと同一になり、大容量のキャッ
シュ・メモリの初期化を行うには非常に時間がかかると
いう問題点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】第1の発明のキャッシュ
・メモリ・システムは、1単位のデータ及び命令、これ
らデータ及び命令に対するパリティビット、並びに前記
1単位のデータ及びパリティビットに対する有効ビット
を含むラインデータを格納するキャッシュ・ラインを複
数備えたキャッシュ・メモリと、リセット信号入力時、
内部レジスタの初期化、この内部レジスタの内容による
モードの初期化、及び前記キャッシュ・メモリの各キャ
ッシュ・ラインの有効ビットの初期化を行う制御部を備
えたキャッシュ・メモリ・コントローラとを有してい
る。
【0010】第2の発明のキャッシュ・メモリ・システ
ムは、1単位のデータ及び命令、並びにこれらデータ及
び命令に対するパリティビットを含むラインデータを格
納するキャッシュ・ラインを複数備えたキャッシュ・メ
モリと、リセット信号入力時、内部レジスタの初期化、
この内部レジスタによるモードの初期化、及び前記キャ
ッシュ・メモリの各ラインデータの初期化を行う制御部
を備えたキャッシュ・メモリ・コントローラとを有して
いる。
【0011】
【実施例】次に本発明は実施例について図面を参照して
説明する。
【0012】図1及び図2は本発明の第1の実施例を示
すブロック図及びそのキャッシュ・メモリ・コントロー
ラの動作の流れを示すフローチャートである。
【0013】この実施例が図5及び図6に示された従来
のキャッシュ・メモリ・システムと相違する点は、キャ
ッシュ・メモリ・コントローラ1の制御部11に、命令
キャッシュ・メモリ2及びデータキャッシュ・メモリ3
の各キャッシュ・ラインの有効ビットVを初期化する機
能を付加した点にある。
【0014】次にこの実施例の動作について説明する。
【0015】キャッシュ・メモリ・コントローラ1の内
部初期化が済み、各キャッシュ・ラインCLの有効ビッ
トVをクリアする段(S−4)になると、有効ビットV
が“0”のデータをアドレス信号ADが“0H”を示す
キャッシュ・ラインCLに転送する。キャッシュ・ライ
ンCLの他のビット(データDT,命令IR,タグT
G,データパリティビットDTP,命令パリティビット
IRP,タグパリティビットTGP)はどのようなデー
タを転送してもかまわない。命令キャッシュ選択信号I
CE=1、データキャッシュ選択信号DCE=1、キャ
ッシュ・メモリ選択信号CA=1、メイン・メモリ選択
信号MME=0、1リード/ライト選択信号R/W=0
とする事により、命令キャッシュ・メモリ2,データキ
ャッシュ・メモリ3への同時書込みを行なう。メイン・
メモリ選択信号MME=0なので、メイン・メモリ4へ
の書込みは行なわない。
【0016】次のサイクルではアドレス信号ADを1イ
ンクリメントし、他の端子の状態は変更しないで同じデ
ータを書込む。この動作をアドレス信号ADが“0H”
から“7FFFH”まで行ない、各キャッシュ・ライン
CLの有効ビットVの値を“0”に設定する事により、
命令キャッシュ・メモリ2及びデータキャッシュ・メモ
リ3の初期化を行う。
【0017】このような構成とすることにより、ユーザ
で作成しなければならないキャッシュ・メモリの初期化
プログラムが不要になる。とくにこの実施例のように、
命令キャッシュ・メモリとデータキャッシュ・メモリと
が分離している構成の場合、命令キャッシュ・メモリは
書込みが出来ないため、初期化プログラムに特別な対策
が必要とされ(命令キャッシュ・メモリに書込みを行う
専用端子を操作する、もしくはコマンドを発行する
等)、プログラムが複雑になるため、本発明の効果は大
きい。
【0018】またライトスルー方式のキャッシュ・メモ
リ・コントローラの場合、従来ユーザのプログラムで行
なっていたキャッシュ・メモリの初期化時間に比べ、大
幅に削減する事が出来る。例として、キャッシュ・メモ
リ容量64KByte(命令キャッシュ・メモリ,デー
タキャッシュ・メモリとも)、命令キャッシュ・メモ
リ,データキャッシュ・メモリ分離型、32ビットデー
タバス、キャッシュ・メモリのサイクルタイム:40n
sec、メイン・メモリのサイクルタイム:150ns
ecの場合、従来のキャッシュ・メモリ・システムでの
初期化所要時間は、 (1ワード当りの書込みサイクル時間)×(メモリ容量
(バイト))÷(1ワード当りのバイト数) =150×10-9×(128×103 )/4=4.8m
sec 一方本発明では、 40×10-9×(64×103 )/4=0.64mse
c と、従来の約1/7になる。
【0019】図3及び図4は本発明の第2の実施例を示
すブロック図及びそのキャッシュ・メモリ・コントロー
ラの動作の流れを示すフローチャートである。
【0020】この実施例が図7に示された従来のキャッ
シュ・メモリ・システムと相違する点は、キャッシュ・
メモリ・コントローラ1aの動作部11に、命令キャッ
シュ・メモリ2a及びデータキャッシュ・メモリ3aの
各キャッシュ・ラインCLaのラインデータを初期化す
る機能を付加した点にある。
【0021】次にこの実施例の動作について説明する。
【0022】キャッシュ・メモリ・コントローラ1aの
内部初期化が済み、各キャッシュ・ラインCLaの内容
を初期化する段になると(S−4)、2つのキャッシュ
・メモリに書込む各データ命令IR,データDT,タグ
TG,命令パリティビットIRP,データパリティビッ
トDTP,タグパリティビットTGPを一定の初期値
(例えばすべて“0”又はすべて“1”)に設定し、ア
ドレス信号ADが“0H”の示すキャッシュ・ラインL
Caに転送する。命令キャッシュ選択信号CA=1、デ
ータ・キャッシュ選択信号DCE=1、データ・キャッ
シュ選択信号DCE=1、キャッシュ・メモリ選択信号
CA=1、メイン・メモリ選択信号MME=0、リード
/ライト選択信号R/W=0とする事により、命令キャ
ッシュ・メモリ2a及びデータキャッシュ・メモリ3a
への同時書込みを行なう。メイン・メモリ選択信号MM
E=0なので、メイン・メモリ4への書込みは行なわな
い。
【0023】次のサイクルではアドレス信号ADを1イ
ンクリメントし、他の端子の状態は変更しないで同じデ
ータを書込む。この動作をアドレス信号ADが“0H”
から“7FFFH”まで行ない、命令キャッシュ・メモ
リ2a及びデータキャッシュ・メモリ3aの初期化を行
う。
【0024】この実施例においても第1の実施例と同様
の効果がある。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、キャッシ
ュ・メモリ・コントローラの制御部にキャッシュ・メモ
リの各キャッシュ・ラインの有効ビット又は全ラインデ
ータを初期化する機能を付加する構成とすることによ
り、従来ユーザで作成していたキャッシュ・メモリの初
期化が不要となるという効果があり、ライトスルー方式
の場合、初期化所要時間を大幅に短縮することができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】図1に示された実施例のキャッシュ・メモリ・
コントローラの制御部の動作の流れを示すフローチャー
トである。
【図3】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図4】図3に示された実施例のキャッシュ・メモリ・
コントローラの制御部の動作の流れを示すフローチャー
トである。
【図5】従来のキャッシュ・メモリ・システムの第1の
例を示すブロック図である。
【図6】図5に示されたキャッシュ・メモリ・システム
のキャッシュ・メモリ・コントローラの制御部の動作の
流れを示すフローチャートである。
【図7】従来のキャッシュ・メモリ・システムの第2の
例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1,1a,1x,1ax キャッシュ・メモリ・コン
トローラ 2,2a 命令キャッシュ・メモリ 3,3a データキャッシュ・メモリ 4 メイン・メモリ CL,CLa キャッシュ・ライン S−1〜S−4 ステップ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1単位のデータ及び命令、これらデータ
    及び命令に対するパリティビット、並びに前記1単位の
    データ及びパリティビットに対する有効ビットを含むラ
    インデータを格納するキャッシュ・ラインを複数備えた
    キャッシュ・メモリと、リセット信号入力時、内部レジ
    スタの初期化、この内部レジスタの内容によるモードの
    初期化、及び前記キャッシュ・メモリの各キャッシュ・
    ラインの有効ビットの初期化を行う制御部を備えたキャ
    ッシュ・メモリ・コントローラとを有することを特徴と
    するキャッシュ・メモリ・システム。
  2. 【請求項2】 1単位のデータ及び命令、並びにこれら
    データ及び命令に対するパリティビットを含むラインデ
    ータを格納するキャッシュ・ラインを複数備えたキャッ
    シュ・メモリと、リセット信号入力時、内部レジスタの
    初期化、この内部レジスタによるモードの初期化、及び
    前記キャッシュ・メモリの各ラインデータの初期化を行
    う制御部を備えたキャッシュ・メモリ・コントローラと
    を有することを特徴とするキャッシュ・メモリ・システ
    ム。
JP4008882A 1992-01-22 1992-01-22 キャッシュ・メモリ・システム Withdrawn JPH05210588A (ja)

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JPH05210588A true JPH05210588A (ja) 1993-08-20

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Effective date: 19990408