JPH052532A - Cache memory - Google Patents

Cache memory

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Publication number
JPH052532A
JPH052532A JP3153595A JP15359591A JPH052532A JP H052532 A JPH052532 A JP H052532A JP 3153595 A JP3153595 A JP 3153595A JP 15359591 A JP15359591 A JP 15359591A JP H052532 A JPH052532 A JP H052532A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
address
data
array
cache
copy
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP3153595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Tsunoda
一浩 角田
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.)
NEC Software Shikoku Ltd
Original Assignee
NEC Software Shikoku Ltd
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 NEC Software Shikoku Ltd filed Critical NEC Software Shikoku Ltd
Priority to JP3153595A priority Critical patent/JPH052532A/en
Publication of JPH052532A publication Critical patent/JPH052532A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a processor from being reduced at its performance due to a cache miss by utilizing an idle time of a processor for restoring data invalidated by cache coincidence processing. CONSTITUTION:The cache memory is provided with a data array 30 for storing the copy of data stored in a main memory, a copy address array 20 having an address array for storing address data and a copy of the contents of the address array, a detecting circuit 40 for comparing address data indicating a main storage address written by a cache coincidence processing request generated at the time of writing data in the main storage with the contents of the copied address array and judging coincidence between both the data, and an address buffer 50 for storing address data indicating the main storage address when the circuit 40 detects coincidence. During the idle time of the processor, the main storage data of the address indicated by the address data stored in the buffer 50 are written in the data array stored at the time of generating/ cache coincidence processing request.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はキャッシュメモリーに関
し、特に情報処理装置に使用されるキャッシュメモリー
の構成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cache memory, and more particularly to the structure of a cache memory used in an information processing device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のキャッシュメモリーは、主記憶の
データの写しを記憶するデータアレイと、データアレイ
の内容と主記憶の内容とを対応づけるアドレスアレイ
と、アドレスアレイの内容のコピーを持つコピーアドレ
スアレイから構成される。
2. Description of the Related Art A conventional cache memory is a data array for storing a copy of data in a main memory, an address array for associating the contents of the data array with the contents of the main memory, and a copy having a copy of the contents of the address array. It consists of an address array.

【0003】アドレスアレイはプロセッサからの主記憶
の読みだしまたは書き込み要求時に索引され、キャッシ
ュヒットまたはキャッシュミスの判定に使われる。コピ
ーアドレスアレイはキャッシュメモリーと主記憶の内容
の不一致検出専用で、メモリバス上に他のプロセッサか
らまたは入出力(I/O)装置からの主記憶書き込み要
求が発生した場合に主記憶書き込みアドレスでコピーア
ドレスアレイを索引し、該当アドレスのデータをキャッ
シュメモリーが持っているかを調べる。
The address array is indexed when a main memory read or write request is issued from the processor and is used for determining a cache hit or cache miss. The copy address array is dedicated to detecting the mismatch between the contents of the cache memory and the main memory, and is used as the main memory write address when a main memory write request from another processor or an input / output (I / O) device occurs on the memory bus. The copy address array is indexed to see if the cache memory has the data at that address.

【0004】プロセッサからの主記憶の読みだしまたは
書き込み要求に於るアドレスアレイの索引と、他のプロ
セッサまたはI/O装置からの主記憶書き込み時に要求
されるキャッシュ一致処理要求に於るキャッシュメモリ
ーと主記憶の内容との不一致を検出するためのコピーア
ドレスアレイの索引はおたがい非同期で行われる。
An address array index in a main memory read or write request from a processor, and a cache memory in a cache match processing request required when a main memory is written from another processor or an I / O device. The index of the copy address array for detecting the mismatch with the contents of the main memory is usually performed asynchronously.

【0005】プロセッサからの主記憶の読みだし要求に
於いてキャッシュミスと判定された場合、主記憶の読み
だしデータをキャッシュメモリーに登録するためデータ
アレイにこの読みだしデータを書き込み、アドレスアレ
イおよびコピーアドレスアレイに主記憶の読みだしに使
用したアドレスを同時に書き込む。またプロセッサから
の主記憶の書き込み要求に於いてはキャッシュヒットと
判定された場合、主記憶への書き込みデータをキャッシ
ュメモリーに登録するためデータアレイにこの主記憶へ
の書き込みデータを書き込む。
When a main memory read request from the processor is judged to be a cache miss, the main memory read data is registered in the cache memory, and this read data is written to the data array, and the address array and copy are made. The address used to read the main memory is written to the address array at the same time. When a cache hit is determined in the main memory write request from the processor, the write data to the main memory is written to the data array in order to register the write data to the main memory in the cache memory.

【0006】さらにキャッシュ一致処理要求に於るコピ
ーアドレスアレイの索引に於いてキャッシュヒットと判
定された場合、主記憶の内容とキャッシュメモリーの内
容との間に不一致が生じたことを示し、アドレスアレイ
とコピーアドレスアレイの該当するアドレスを無効にす
る処理(有効ビットのリセット)が同時に行われる。
Further, if a cache hit is judged in the index of the copy address array in the cache match processing request, it indicates that a mismatch has occurred between the contents of the main memory and the contents of the cache memory. And the process of invalidating the corresponding address of the copy address array (resetting the valid bit) are performed at the same time.

【0007】その後この無効にされたアドレスをプロセ
ッサが読みだに来たとき、主記憶からデータを読みだし
キャッシュメモリーに登録している。
Thereafter, when the processor comes to read this invalidated address, the data is read from the main memory and registered in the cache memory.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のキャッ
シュメモリーは、キャッシュ一致処理要求のアドレスが
ヒットした場合そのアドレスに対応するデータがキャッ
シュメモリーの登録単位で無効化されるため、前記アド
レスの前後のアドレスに於けるメモリーリード要求に対
してもキャッシュミスが発生しプロセッサーの性能低下
を招くことになる。
In the above-mentioned conventional cache memory, when the address of the cache matching processing request hits, the data corresponding to the address is invalidated in the registration unit of the cache memory. A cache miss also occurs for a memory read request at this address, resulting in a decrease in processor performance.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明のキャッシュメモ
リーは、主記憶のデータの写しを記憶するデータアレイ
と、前記データアレイの内容と前記主記憶の内容とを対
応づけるアドレスデータを記憶するアドレスアレイと、
前記アドレスアレイの内容のコピーを持つコピーアドレ
スアレイと、前記主記憶にデータが書き込まれたときに
起るキャシュ一致処理要求により書き込まれた前記主記
憶のアドレスを示すアドレスデータと前記コピーアドレ
スアレイの内容を比較し一致判定を行う検出回路と、前
記検出回路で一致を検出したときの前記書き込まれた前
記主記憶のアドレスを示すアドレスデータを記憶するア
ドレスバッファとを備え、プロセッサの空時間を利用し
前記アドレスバッファに記憶されたアドレスデータで示
されるアドレスの前記主記憶のデータを先の前記キャシ
ュ一致処理要求時に記憶されている前記データアレイに
書き込む。
SUMMARY OF THE INVENTION A cache memory according to the present invention comprises a data array for storing a copy of data in a main memory, and an address for storing address data that associates the contents of the data array with the contents of the main memory. An array,
A copy address array having a copy of the contents of the address array; address data indicating an address of the main memory written by a cache match processing request that occurs when data is written to the main memory; The idle time of the processor is used, provided with a detection circuit that compares the contents and determines a match, and an address buffer that stores address data indicating the written address of the main memory when a match is detected by the detection circuit. Then, the data in the main memory at the address indicated by the address data stored in the address buffer is written to the data array stored at the time of the previous cache matching processing request.

【0010】[0010]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings.

【0011】図1は本発明のキャッシュメモリーの一実
施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a cache memory of the present invention.

【0012】本実施例のキャッシュメモリーは、図1に
示すように、アドレスレジスタ10、コピーアドレスア
レイ20、データアレイ30、検出回路40、アドレス
バッファ50で構成されている。アドレスレジスタ10
はキャッシュ一致アドレスを保持し、コピーアドレスア
レイ20は信号線103で示されるメモリーアクセスア
ドレスの一部を記憶することにより、アドレスレジスタ
10との間の対応を管理する。データアレイ30はアド
レスレジスタ10によってコピーアドレスアレイ20の
アドレス値が決定されるのと同時に索引され、信号線3
02上に読み出しデータが送出される。またキャッシュ
メモリーにデータを登録する際には信号線301を使っ
て主記憶からリードしてきたデータを書き込む。検出回
路40はコピーアドレスアレイ20に記憶されている内
容とアドレスレジスタ10の内容を比較し両者が一致な
らば信号線401上に論理値”1”を出力する。尚、こ
の時をキャッシュヒットと呼ぶ。アドレスバッファ50
は信号線501上のキャッシュ一致処理要求でキャッシ
ュヒットの時アドレスレジスタ10の内容を記憶してお
きプロセッサーがビジーでない時つまり信号線502上
の論理値が”0”の時信号線503上にメモリーリード
アドレスを出力する。
As shown in FIG. 1, the cache memory of this embodiment comprises an address register 10, a copy address array 20, a data array 30, a detection circuit 40 and an address buffer 50. Address register 10
Holds the cache coincidence address, and the copy address array 20 manages the correspondence with the address register 10 by storing a part of the memory access address indicated by the signal line 103. The data array 30 is indexed at the same time when the address value of the copy address array 20 is determined by the address register 10, and the signal line 3
The read data is sent out on 02. When registering data in the cache memory, the signal line 301 is used to write the data read from the main memory. The detection circuit 40 compares the content stored in the copy address array 20 with the content of the address register 10 and outputs a logical value "1" on the signal line 401 if the two match. This time is called a cache hit. Address buffer 50
Stores the contents of the address register 10 in the case of a cache hit by a cache match processing request on the signal line 501, and when the processor is not busy, that is, when the logical value on the signal line 502 is “0”, the memory is stored on the signal line 503. Output the read address.

【0013】次に本発明に関する動作を説明する。ま
ず、信号線501上のキャッシュ一致処理要求が論理
値”1”の時、信号線101上のキャッシュ一致処理ア
ドレスがアドレスレジスタ10に保持され、信号線10
4によってコピーアドレスアレイ20、信号線105に
よってデータアレイ30の内容が同時に索引され、検出
回路40によってアドレスの一致検出が行われる。ここ
で検出回路40の出力が論理”0”の場合、キャッシュ
ミスとなり一連の動作はここで終了する。次に検出回路
40の出力が論理”1”の場合、キャッシュヒットとな
り信号線104によって示されるコピーアドレスアレイ
20の内容は無効化される。この時無効化されるコピー
アドレスアレイ20の内容に対応するデータアレイ30
の内容も無効となる。また信号線102によって無効化
されるアドレス値がアドレスバッファ50に書き込まれ
る。アドレスバッファ50は信号線502上のプロセッ
サービジー信号が論理値”0”のとき(プロセッサーの
処理に空きがある時)に信号線503上にメモリーリー
ドアドレスとしてアドレスバッファ50に記憶している
内容を出力する。出力されたメモリーリードアドレスに
よって主記憶からそのアドレスに対応するデータが読み
出され信号線105で示されるデータアレイ30の内容
を信号線301を使って書き換える。
Next, the operation relating to the present invention will be described. First, when the cache match processing request on the signal line 501 is the logical value “1”, the cache match processing address on the signal line 101 is held in the address register 10 and the signal line 10
4, the copy address array 20 and the signal line 105 simultaneously index the contents of the data array 30, and the detection circuit 40 detects the coincidence of the addresses. If the output of the detection circuit 40 is logic "0", a cache miss occurs and the series of operations ends here. Next, when the output of the detection circuit 40 is logic "1", a cache hit occurs and the contents of the copy address array 20 indicated by the signal line 104 are invalidated. The data array 30 corresponding to the contents of the copy address array 20 which is invalidated at this time
The contents of are also invalid. The address value invalidated by the signal line 102 is written in the address buffer 50. The address buffer 50 stores the content stored in the address buffer 50 as a memory read address on the signal line 503 when the processor busy signal on the signal line 502 has a logical value of “0” (when there is a vacancy in the processing of the processor). Output. The data corresponding to the address is read from the main memory by the output memory read address, and the content of the data array 30 indicated by the signal line 105 is rewritten using the signal line 301.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のキャッシ
ュメモリーは、キャッシュ一致処理によって無効化され
たデータをプロセッサーの空き時間を利用して復元する
ことによりキャッシュミスによるプロセッサーの性能低
下を防ぐ効果がある。
As described above, in the cache memory of the present invention, the data invalidated by the cache matching process is restored by utilizing the idle time of the processor to prevent the processor performance from being deteriorated due to the cache miss. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のキャッシュメモリーの一実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a cache memory of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 アドレスレジスタ 20 コピーアドレスアレイ 30 データアレイ 40 検出回路 50 アドレスバッファ 10 address register 20 copy address array 30 data array 40 detection circuit 50 address buffer

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 主記憶のデータの写しを記憶するデータ
アレイと、前記データアレイの内容と前記主記憶の内容
とを対応づけるアドレスデータを記憶するアドレスアレ
イと、前記アドレスアレイの内容のコピーを持つコピー
アドレスアレイと、前記主記憶にデータが書き込まれた
ときに起るキャシュ一致処理要求により書き込まれた前
記主記憶のアドレスを示すアドレスデータと前記コピー
アドレスアレイの内容を比較し一致判定を行う検出回路
と、前記検出回路で一致を検出したときの前記書き込ま
れた前記主記憶のアドレスを示すアドレスデータを記憶
するアドレスバッファとを備え、プロセッサの空時間を
利用し前記アドレスバッファに記憶されたアドレスデー
タで示されるアドレスの前記主記憶のデータを先の前記
キャシュ一致処理要求時に記憶されている前記データア
レイに書き込むことを特徴とするキャッシュメモリー。
Claim: What is claimed is: 1. A data array for storing a copy of data in a main memory, an address array for storing address data for associating the contents of the data array with the contents of the main memory, and the address. A copy address array having a copy of the contents of the array, address data indicating the address of the main memory written by a cache matching processing request that occurs when data is written to the main memory, and the contents of the copy address array. A detection circuit for comparing and determining a match; and an address buffer for storing address data indicating the written address of the main memory when the detection circuit detects a match The data in the main memory at the address indicated by the address data stored in the address buffer Cache memory and writes the data array stored at cache matching processing request.
JP3153595A 1991-06-26 1991-06-26 Cache memory Pending JPH052532A (en)

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