JPH0588976A - Cache storage device and information processor using the same and its information processing method - Google Patents

Cache storage device and information processor using the same and its information processing method

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JPH0588976A
JPH0588976A JP3251423A JP25142391A JPH0588976A JP H0588976 A JPH0588976 A JP H0588976A JP 3251423 A JP3251423 A JP 3251423A JP 25142391 A JP25142391 A JP 25142391A JP H0588976 A JPH0588976 A JP H0588976A
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JP
Japan
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data
storage device
address
cache storage
cache
Prior art date
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Application number
JP3251423A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Moriyama
修 盛山
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PFU Ltd
Original Assignee
PFU Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PURPOSE:To provide a cache storage device capable of improving a data processing speed by storing data to be always used for the cache storage device and previously storing the data of addresses continued to a data address. CONSTITUTION:In an information processor constituted of successively connecting an instruction processor 1, a primary cache 2, a secondary cache 3, and a main storage device 4, an address register/counter 35 for tentatively storing a data address requested by the cache 3 is provided with a request data predictive storing means including a counting function, 64k-byte data and 256k-byte data are respectively stored in the caches 2, 3 and the transfer of 4-byte data from the cache 2 to the processor 1, the transfer of 16-byte data from the cache 3 to the cache 2 and the transfer of 64-byte data from the device 4 to the cache 3 are occasionally executed.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は記憶容量は小さいがアク
セス速度が速いキャッシュ記憶装置に関し、更にキャッ
シュ記憶装置を二段の階層構成とした二次キャッシュ記
憶装置を用いた情報処理装置及びその情報処理方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cache storage device having a small storage capacity but a high access speed, and further, an information processing device using a secondary cache storage device having a two-stage hierarchical structure of the cache storage device and information thereof. Regarding processing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年高性能が要求される情報処理装置に
おいては高速化のために主記憶装置と命令処理装置との
間にキャッシュ記憶装置が使用されている。主記憶装置
は容量は大きいがアクセス速度は遅く、キャッシュ記憶
装置は容量は小さいがアクセス速度は速いので、よく使
用されるデータをキャッシュ記憶装置に格納し、高速化
に対応してきた。しかるに半導体技術の進歩により命令
処理装置の性能がさらに上昇を続けており、また主記憶
装置の容量も増大の一途を辿っている。そこで最近の装
置ではキャッシュ記憶装置自身を階層化し二段にしてい
るものがあり、初段を一次キャッシュ記憶装置、次段を
二次キャッシュ記憶装置と称し、一次キャッシュ記憶装
置(以後一次キャッシュと記す)二次キャッシュ記憶装
置(以後二次キャッシュと記す)、主記憶装置(以後主
記憶と記す)の順に、記憶容量は小容量から大容量であ
り、逆にアクセス速度は同順に高速から低速である三階
層記憶装置の構成としたものがある。
2. Description of the Related Art In recent years, in an information processing device which is required to have high performance, a cache memory device is used between a main memory device and an instruction processing device for speeding up. The main memory has a large capacity but a low access speed, and the cache memory has a small capacity but a high access speed. Therefore, frequently used data is stored in the cache memory to cope with the speedup. However, the performance of the instruction processing device continues to increase due to the progress of semiconductor technology, and the capacity of the main memory device also continues to increase. Therefore, in some recent devices, the cache storage device itself is hierarchized into two stages. The first stage is called the primary cache storage device, the next stage is called the secondary cache storage device, and the primary cache storage device (hereinafter referred to as the primary cache). In the order of the secondary cache storage device (hereinafter referred to as the secondary cache) and the main storage device (hereinafter referred to as the main memory), the storage capacity is from small capacity to large capacity, and conversely, the access speed is from high speed to low speed in the same order. There is a configuration of a three-level storage device.

【0003】図9を参照にして、従来技術による三階層
記憶装置方式の情報処理装置の構成を説明する。この情
報処理装置は、命令処理装置1と、一次キャッシュ2二
次キャッシュ3及び主記憶4の三階層構成の記憶装置と
から成り、命令処理装置と一次キャッシュは、第一デー
タ要求信号51と第一アドレスバス52と第一データバ
ス53と第一データ応答信号54を介して接続され、一
次キャッシュと二次キャッシュは、第二データ要求信号
61と第二アドレスバス62と第二データバス63と第
二データ応答信号64を介して接続され、二次キャッシ
ュと主記憶は、第三データ要求信号71と第三アドレス
バス72と第三データバス73と第三データ応答信号7
4を介して接続されて構成される。
With reference to FIG. 9, the structure of an information processing apparatus of the conventional three-tier storage system will be described. This information processing apparatus is composed of an instruction processing device 1 and a storage device having a three-tiered structure of a primary cache 2, a secondary cache 3 and a main memory 4, and the instruction processing device and the primary cache are provided with a first data request signal 51 and a first data request signal 51. The first address bus 52, the first data bus 53, and the first data response signal 54 are connected to each other, and the primary cache and the secondary cache include a second data request signal 61, a second address bus 62, and a second data bus 63. Connected via the second data response signal 64, the secondary cache and the main memory are connected to the third data request signal 71, the third address bus 72, the third data bus 73, and the third data response signal 7.
4 are connected and configured.

【0004】この従来技術による情報処理装置における
命令処理装置が三階層記憶装置からデータ転送される処
理過程について以下に記す。初期状態において一次キャ
ッシュ及び二次キャッシュの記憶内容は全てクリアーさ
れている。最初に命令処理装置は、一次キャッシュに第
一データ要求信号を入力し、第一アドレスバスに要求デ
ータのアドレスを出力する。これを受けて一次キャッシ
ュは、そのアドレスが一次キャッシュの記憶部に存在す
るか否かをチェックし、そのアドレスが存在していれ
ば、即ちヒットの時、命令処理装置に第一データ応答信
号を出力し、要求されたデータを第一データバスに出力
し、そのアドレスが存在していなければ、即ちミスヒッ
トの時、二次キャッシュに第二データ要求信号を入力
し、第二アドレスバスにそのアドレスを出力する。
The process of transferring data from the three-level storage device to the instruction processing device in the information processing device according to this conventional technique will be described below. In the initial state, the storage contents of the primary cache and the secondary cache are all cleared. First, the instruction processing device inputs the first data request signal to the primary cache and outputs the address of the requested data to the first address bus. In response to this, the primary cache checks whether or not the address exists in the storage unit of the primary cache, and if the address exists, that is, when it is a hit, it sends a first data response signal to the instruction processing unit. When the address is not present, that is, when there is a miss, the second data request signal is input to the secondary cache and the requested data is output to the second address bus. Output address.

【0005】これを受けて二次キャッシュは、そのアド
レスが二次キャッシュの記憶部に存在するか否かをチェ
ックし、そのアドレスが存在していれば、即ちヒットの
時、一次キャッシュに第二データ応答信号を出力し、そ
のアドレスのデータを第二データバスに出力する。これ
を受けた一次キャッシュは、そのアドレス及びそのアド
レスのデータを記憶し、命令処理装置に第一データ応答
信号を出力し、要求されたデータを第一データバスに出
力する。
In response to this, the secondary cache checks whether or not the address exists in the storage unit of the secondary cache, and if the address exists, that is, when there is a hit, the secondary cache stores the second address in the secondary cache. A data response signal is output and the data at that address is output to the second data bus. The primary cache having received this stores the address and the data of the address, outputs the first data response signal to the instruction processing device, and outputs the requested data to the first data bus.

【0006】そのアドレスが二次キャッシュに存在して
いなければ、即ちミスヒットの時、二次キャッシュは、
主記憶に第三データ要求信号を入力し、第三アドレスバ
スにそのアドレスを出力する。これを受けて主記憶は、
二次キャッシュに第三データ応答信号を出力し、そのア
ドレスのデータを第三データバスに出力する。
If the address does not exist in the secondary cache, that is, when there is a mishit, the secondary cache will
The third data request signal is input to the main memory and the address is output to the third address bus. In response to this, the main memory is
The third data response signal is output to the secondary cache, and the data at that address is output to the third data bus.

【0007】これを受けて、二次キャッシュは、そのア
ドレス及びそのアドレスのデータを記憶し、一次キャッ
シュに第二データ応答信号を出力し、そのアドレスのデ
ータを第二データバスに出力し、これを受けて一次キャ
ッシュは、そのアドレス及びそのアドレスのデータを記
憶し、命令処理装置に第一データ応答信号を出力し、要
求されたデータを第一データバスに出力する。
In response to this, the secondary cache stores the address and the data of the address, outputs the second data response signal to the primary cache, and outputs the data of the address to the second data bus. In response, the primary cache stores the address and the data at the address, outputs the first data response signal to the instruction processing device, and outputs the requested data to the first data bus.

【0008】このようにして、主記憶装置におけるデー
タにおいて、最も多く使用されるデータを一次キャッシ
ュに記憶し、次に多く使用されるデータを二次キャッシ
ュに記憶することによりキャッシュ記憶装置が記憶容量
は小さいがアクセス速度が速いことを利用して、命令処
理装置の処理速度を速くし、性能を向上させて来た。こ
の性質を局所性と呼ぶこととする。
In this way, among the data in the main storage device, the most frequently used data is stored in the primary cache, and the next most used data is stored in the secondary cache, whereby the storage capacity of the cache storage device is increased. Has been used to increase the processing speed of the instruction processing device and improve the performance by utilizing the small access speed. This property is called locality.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】近年半導体製造技術の
進歩により高性能の命令処理装置及び大容量のキャッシ
ュ記憶装置の製造が可能となって来ており、前記従来技
術の二階層キャッシュ記憶装置における一次キャッシュ
に大容量のキャッシュ記憶装置を使用可能となり、前記
局所性を、二階層にした二次キャッシュに適用しても効
果がなく局所性に関しては、一次キャッシュのみで十分
となって来た。
In recent years, due to advances in semiconductor manufacturing technology, it has become possible to manufacture high-performance instruction processing devices and large-capacity cache memory devices. A large-capacity cache storage device can be used for the primary cache, and even if the locality is applied to a two-tiered secondary cache, there is no effect and only the primary cache is sufficient for locality.

【0010】そこで、一次キャッシュ又は二次キャッシ
ュに命令処理装置により要求されるデータ及びそのデー
タのアドレスを記憶させるのみならず、そのデータのア
ドレスに連続するアドレスのデータ及びその連続するア
ドレスをも記憶することにより、通常命令処理装置のプ
ログラム上では、記憶装置に要求するデータ(又はプロ
グラム)の次に要求するデータ(又はプログラム)は、
プログラムの連続性からして、連続するアドレスに存在
しているので、一次キャッシュ又は二次キャッシュに連
続するアドレスのデータを記憶させておくことにより、
キャッシュのアクセス速度が速いことを利用して、命令
処理装置の処理速度を速くし性能を向上させることがで
きる。この性質を連続性と呼ぶこととする。
Therefore, not only the data requested by the instruction processing device and the address of the data are stored in the primary cache or the secondary cache, but also the data of the address continuous with the address of the data and the continuous address are stored. By doing so, on the program of the normal instruction processing device, the data (or program) requested next to the data (or program) requested to the storage device is
Because of the continuity of the program, they exist at consecutive addresses, so by storing the data of consecutive addresses in the primary cache or the secondary cache,
By utilizing the high access speed of the cache, the processing speed of the instruction processing device can be increased and the performance can be improved. This property is called continuity.

【0011】従来技術によるキャッシュ記憶装置のシス
テムでは要求されるデータに関してキャッシュメモリに
データを記憶しているのみで、次に要求されるであろう
データがキャッシュメモリに予め格納されていないので
命令処理装置の処理速度が遅いという問題がある。そこ
で本発明の目的は、キャッシュ記憶装置が1つのみの場
合、1つのキャッシュに局所性及び連続性をもたせ、キ
ャッシュ記憶装置が、2つの場合、一次キャッシュ局所
性、二次キャッシュに連続性をもたせることにより、処
理速度の速い情報処理装置を提供することにある。
In the prior art cache memory system, only the data required to be requested is stored in the cache memory, and the data to be requested next is not stored in advance in the cache memory. There is a problem that the processing speed of the device is slow. Therefore, an object of the present invention is to provide one cache with locality and continuity when there is only one cache storage device, and to provide primary cache locality and secondary cache continuity when there are two cache storage devices. The object is to provide an information processing device having a high processing speed.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明によるキャッシュ
記憶装置は、命令処理装置1と主記憶装置4の間に介在
する少なくとも1つのキャッシュ記憶装置2、3におい
て、該キャッシュ記憶装置2、3は該命令処理装置1か
ら1つのデータが要求された場合にそのデータに対応し
て次回以降に要求されるであろうデータを予測して次段
の該主記憶装置4からデータを読み出して予め該キャッ
シュ記憶装置2、3に格納しておく要求データ予測格納
手段31、32、33、34、35を備えていることを
特徴とする。
According to the cache storage device of the present invention, in at least one cache storage device 2, 3 interposed between the instruction processing device 1 and the main storage device 4, the cache storage devices 2, 3 are When one data is requested from the instruction processing device 1, the data that will be requested after the next time is predicted corresponding to the data, and the data is read from the main memory device 4 of the next stage and the data is read in advance. It is characterized in that it comprises request data prediction storage means 31, 32, 33, 34, 35 to be stored in the cache storage devices 2, 3.

【0013】本発明によるキャッシュ記憶装置及びそれ
を用いた情報処理装置は、命令処理装置1と、該命令処
理装置1に接続される一次キャッシュ記憶装置2と、該
一次キャッシュ記憶装置2に接続される二次キャッシュ
記憶装置3と、該二次キャッシュ記憶装置3に接続され
る主記憶装置4と、からなる情報処理装置において、該
一次キャッシュ記憶装置2は命令処理装置1から要求さ
れたデータが自身に存在するかどうか検索し、存在して
いれば命令処理装置1に該データを転送し、存在してい
なければ該二次キャッシュ記憶装置3に該データを要求
し該二次キャッシュ記憶装置3より転送されるデータを
記憶し該命令処理装置1に該要求されたデータを転送す
る装置であり、該二次キャッシュ記憶装置3は該一次キ
ャッシュ記憶装置2より要求されたデータが自身に存在
しているかどうか検索し存在していれば該一次キャッシ
ュ記憶装置2に該データを転送し、更に該一次キャッシ
ュ記憶装置2より要求されたデータのアドレスに続くア
ドレスのデータが自身に存在するかどうか検索し存在し
ていればそのままとし存在していなければ該主記憶装置
に該データを要求し該主記憶装置3より転送されるデー
タを記憶し、該二次キャッシュ記憶装置3は該一次キャ
ッシュ記憶装置2より要求されたデータが自身に存在し
ていなければ該主記憶装置に該データを要求し該主記憶
装置3より転送されるデータを記憶し該一次キャッシュ
記憶装置2に該要求されたデータを転送し、更に該一次
キャッシュ記憶装置2より要求されたデータのアドレス
に続くアドレスのデータが自身に存在するかどうか検索
し存在していればそのままとし存在していなければ該主
記憶装置に該データを要求し該主記憶装置3より転送さ
れるデータを記憶する装置であることを特徴とする。
A cache storage device and an information processing device using the same according to the present invention are connected to the instruction processing device 1, a primary cache storage device 2 connected to the instruction processing device 1, and the primary cache storage device 2. In an information processing device including a secondary cache storage device 3 and a main storage device 4 connected to the secondary cache storage device 3, the primary cache storage device 2 stores data requested by the instruction processing device 1. It searches whether it exists in itself, transfers the data to the instruction processing device 1 if it exists, requests the data to the secondary cache storage device 3 if it does not exist, and requests the data from the secondary cache storage device 3. Is a device for storing the data transferred by the instruction processing device 1 and transferring the requested data to the instruction processing device 1. The secondary cache storage device 3 is the primary cache storage device. The requested data is searched for whether it exists in itself, and if it exists, the data is transferred to the primary cache storage device 2, and the address subsequent to the address of the data requested by the primary cache storage device 2 is further transferred. Is searched for whether it exists in itself, and if it exists, it is left as it is, and if it does not exist, the data is requested to the main storage device, the data transferred from the main storage device 3 is stored, and the secondary data is stored. If the data requested by the primary cache memory 2 does not exist in the cache memory 3, the cache memory 3 requests the main memory for the data and stores the data transferred from the main memory 3 to store the data in the primary cache. The requested data is transferred to the storage device 2, and the data of the address following the address of the data requested by the primary cache storage device 2 exists in itself. If whether exist as intact as long searched exists or wherein the requesting the data to the main storage device is a device for storing data transferred from the main memory 3.

【0014】[0014]

【作用】本発明によるキャッシュ記憶装置はアドレスレ
ジスタカウンタ35を備えることにより、命令処理装置
より要求されるデータがキャッシュ記憶装置にない場合
(ミスヒットの時)そのアドレスレジスタカウンタを+
1カウントアップし、その出力のアドレス及びそのアド
レスに対応する主記憶装置にあるデータをキャッシュ記
憶装置に記憶させることを特徴とする。
By providing the address register counter 35 in the cache memory device according to the present invention, when the data requested by the instruction processing device is not in the cache memory device (in the case of a mishit), the address register counter is incremented by +.
One count-up is performed, and the output address and the data in the main memory corresponding to the address are stored in the cache memory.

【0015】[0015]

【実施例】添付する図面を参照にして以下に本発明によ
る実施例を詳細に説明する。図1は本発明による実施例
の三階層記憶装置方式の情報処理装置の構成図である。
なお図中従来技術によるキャッシュ記憶装置方式の情報
処理装置の構成図(図9)と同一部分は同一符号で示し
説明を省略する。図1に示すように、一次キャッシュ記
憶装置はタグRAM21と、比較回路22と、制御回路
23と、データRAM24と、アドレスレジスタ25及
びデータドライバ26とから構成される。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a block diagram of an information processing apparatus of a three-tiered storage system according to an embodiment of the present invention.
In the figure, the same parts as those in the configuration diagram (FIG. 9) of the information processing apparatus of the cache storage system according to the prior art are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. As shown in FIG. 1, the primary cache storage device includes a tag RAM 21, a comparison circuit 22, a control circuit 23, a data RAM 24, an address register 25 and a data driver 26.

【0016】図2に一次キャッシュ記憶装置の内部回路
構成図を示す。タグRAM21は命令処理装置1から要
求されたデータ又はプログラム(以下データとのみ記
す)の上位アドレス(AB16〜31)をミスヒットす
る毎に順次記憶していく記憶部である。比較回路22は
命令処理装置1から要求されるデータの上位アドレス
(AB16〜31)と、その下位アドレス(AB04〜
15)で指定されたタグRAM21に格納されているア
ドレスとを比較し、それらのアドレスが一致するか否か
(即ちヒットかミスヒットか)を判別する。
FIG. 2 shows an internal circuit configuration diagram of the primary cache memory device. The tag RAM 21 is a storage unit that sequentially stores upper addresses (AB16 to 31) of data or a program (hereinafter referred to as data) requested by the instruction processing device 1 each time a mishit occurs. The comparison circuit 22 determines the upper address (AB16 to 31) of the data requested by the instruction processing device 1 and the lower address (AB04 to AB04).
15) The address stored in the tag RAM 21 designated in 15) is compared to determine whether these addresses match (that is, hit or miss).

【0017】制御回路23は、命令処理装置1より第一
データ要求信号51を受信し、前記比較回路22の結果
ヒットであれば、第一データ応答信号54を命令処理装
置1に送信し、ミスヒットであれば、二次キャッシュに
第二データ要求信号61を送信し、二次キャッシュより
第二データ応答信号64を受信する回路であり、且つ自
身の内部回路の制御を行う回路である。
The control circuit 23 receives the first data request signal 51 from the instruction processing device 1 and, if the result of the comparison circuit 22 is a hit, sends the first data response signal 54 to the instruction processing device 1 to cause a miss. If it is a hit, it is a circuit that transmits the second data request signal 61 to the secondary cache and receives the second data response signal 64 from the secondary cache, and is a circuit that controls its own internal circuit.

【0018】データRAM24は、二次キャッシュから
送られるデータ(DB00〜31)をアドレス(AB0
2〜15で4096エントリ分)に記憶する記憶部であ
り、記憶容量は64Kバイトである。アドレスレジスタ
25は命令処理装置1から要求されるデータのアドレス
を一時格納するレジスタである。
The data RAM 24 stores the data (DB00 to 31) sent from the secondary cache at the address (AB0).
It is a storage unit that stores 2 to 15 entries (4096 entries) and has a storage capacity of 64 Kbytes. The address register 25 is a register for temporarily storing the address of the data requested by the instruction processing device 1.

【0019】データドライバ26は、データRAM24
に記憶されたデータの中から、命令処理装置1より要求
されたデータを、命令処理装置1に転送するための回路
である。次に二次キャッシュ記憶装置は、図1に示すよ
うに、タグRAM31と、比較回路32と、制御回路3
3と、データRAM34と、アドレスレジスタカウンタ
35及びデータドライバ36とから構成される。
The data driver 26 is a data RAM 24.
It is a circuit for transferring the data requested by the instruction processing device 1 from the data stored in the instruction processing device 1. Next, as shown in FIG. 1, the secondary cache memory device includes a tag RAM 31, a comparison circuit 32, and a control circuit 3.
3, a data RAM 34, an address register counter 35, and a data driver 36.

【0020】図3に二次キャッシュ記憶装置の内部回路
構成図を示す。タグRAM31は一次キャッシュ1から
要求されたデータの上位アドレス(AC18〜31)を
ミスヒットする毎に順次記憶していく記憶部である。比
較回路32は一次キャッシュ2から要求されるデータの
上位アドレス(AC18〜31)と、その下位アドレス
(AC06〜17)で指定されたタグRAMに格納され
ているアドレスとを比較し、それらのアドレスが一致す
るか否か(即ちヒットかミスヒットか)を判別する。
FIG. 3 shows an internal circuit configuration diagram of the secondary cache memory device. The tag RAM 31 is a storage unit that sequentially stores the upper address (AC 18 to 31) of the data requested from the primary cache 1 each time there is a mishit. The comparison circuit 32 compares the upper address (AC18 to 31) of the data requested from the primary cache 2 with the address stored in the tag RAM specified by the lower address (AC06 to 17), and those addresses are compared. Discriminate whether or not (that is, hit or miss).

【0021】制御回路33は、一次キャッシュ2より第
二データ要求信号61を受信し、前記比較回路32の結
果ヒットであれば第二データ応答信号64を一次キャッ
シュ2に送信し、ミスヒットであれば主記憶に第三デー
タ要求信号71を送信し、主記憶より第三データ応答信
号74を受信する回路であり、且つ自身の内部回路の制
御を行う回路である。
The control circuit 33 receives the second data request signal 61 from the primary cache 2 and sends a second data response signal 64 to the primary cache 2 if the result of the comparison circuit 32 is a hit. For example, it is a circuit that transmits the third data request signal 71 to the main memory and receives the third data response signal 74 from the main memory, and is a circuit that controls its own internal circuit.

【0022】データRAM34は、主記憶から送られる
データ(DC00〜63)アドレス(AC03〜17で
4096エントリ分)に記憶する記憶部であり、記憶容
量は256Kバイトである。アドレスレジスタカウンタ
35は、一次キャッシュ2から要求されるデータのアド
レスを一時格納するレジスタであり、二次キャッシュ3
がミスヒット時に、そのアドレスに+1を加算するカウ
ンタ機能も有する。
The data RAM 34 is a storage unit for storing data (DC00 to 63) addresses (4096 entries for AC03 to 17) sent from the main memory, and has a storage capacity of 256 Kbytes. The address register counter 35 is a register that temporarily stores the address of the data requested from the primary cache 2, and the secondary cache 3
Also has a counter function of adding +1 to the address when is miss-hit.

【0023】データ組立回路36は、データRAM34
に記憶されたデータの中から、一次キャッシュ2より要
求されたデータを、一次キャッシュ2に転送するための
回路であり、データRAM34からの出力(DC00〜
63)64ビットを上位(DC32〜63)と下位(D
C00〜31)の各32ビットに組み立てる回路であ
る。
The data assembly circuit 36 includes a data RAM 34.
Is a circuit for transferring the data requested by the primary cache 2 from the data stored in the primary cache 2 to the output (DC00 to DC00) from the data RAM 34.
63) 64-bit upper (DC32 to 63) and lower (D)
This is a circuit assembled into 32 bits each of C00 to 31).

【0024】図4は本発明による実施例の一次キャッシ
ュ、二次キャッシュ、主記憶のマッピングを示す図であ
る。マッピングの方法として、図にて明らかなようにダ
イレクトマッピング方式を用いる。図4−Aは一次キャ
ッシュと主記憶のマッピングを示し、一次キャッシュの
アドレス(A04〜A15)は、12ビットで4096
エントリを有し、1エントリで1ブロック(16バイ
ト)のデータが主記憶より二次キャッシュを経由して転
送される。即ち4096×16バイト=64Kバイトの
データが一次キャッシュのデータRAMに記憶される。
各一次キャッシュのエントリに対して、例えばエントリ
0は図4−Aに示すように主記憶のアドレス0番地、1
0000番地、20000番地、…の何れか1つに対応
し、エントリ1は主記憶のアドレス10番地、1001
0番地、20010番地、…の何れか1つに対応し、以
下同様である。
FIG. 4 is a diagram showing mapping of the primary cache, secondary cache, and main memory according to the embodiment of the present invention. As a mapping method, a direct mapping method is used as is clear in the figure. FIG. 4-A shows the mapping between the primary cache and the main memory. The addresses (A04 to A15) of the primary cache are 12 bits and 4096.
Each entry has one entry and one block (16 bytes) of data is transferred from the main memory via the secondary cache. That is, 4096 × 16 bytes = 64 Kbytes of data is stored in the data RAM of the primary cache.
For each primary cache entry, for example, entry 0 is, as shown in FIG.
Entry 1 corresponds to any one of address 0000, address 20000, ...
It corresponds to any one of address 0, address 20010, ..., And so on.

【0025】図4−Bは二次キャッシュと主記憶のマッ
ピングを示し、二次キャッシュのアドレス(A06〜A
17)は、12ビットで4096エントリを有し、1エ
ントリで1ブロック(64バイト)のデータが主記憶よ
り転送される。即ち4096×64バイト=256Kバ
イトのデータが二次キャッシュのデータRAMに記憶さ
れる。各二次キャッシュのエントリに対して例えばエン
トリ0は図4−Bに示すように主記憶のアドレス0番
地、40000番地、80000番地、…の何れか1つ
に対応し、エントリ1は主記憶のアドレス40番地、4
0040番地、80040番地、…の何れか1つに対応
し、以下同様である。
FIG. 4B shows the mapping between the secondary cache and the main memory. The addresses (A06-A06) of the secondary cache are shown.
17) has 12 bits and 4096 entries, and one entry transfers one block (64 bytes) of data from the main memory. That is, data of 4096 × 64 bytes = 256 Kbytes is stored in the data RAM of the secondary cache. For each secondary cache entry, for example, entry 0 corresponds to any one of main memory addresses 0, 40000, 80000, ... As shown in FIG. 4-B, and entry 1 corresponds to the main memory. Address 40, 4
It corresponds to any one of 0040 address, 80040 address, ... And so on.

【0026】次に図5〜図8を用いて、本発明による三
階層記憶装置の動作について説明する。図5は、一次キ
ャッシュヒットの場合のデータ転送過程を示すタイムチ
ャートである。命令処理装置1は、一次キャッシュ2に
データを要求する時、時刻t10で第一アドレスバス52
にアドレスを出力し、且つ第一データ要求信号51を出
力する。
Next, the operation of the three-level storage device according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a time chart showing a data transfer process in the case of a primary cache hit. When the instruction processing device 1 requests data from the primary cache 2, the instruction processing device 1 receives the first address bus 52 at time t 10 .
The address is output to and the first data request signal 51 is output.

【0027】一次キャッシュ2は、アドレスレジスタ2
5により第一アドレスバス52上のアドレスを第二アド
レスバス62上に出力し、その下位アドレスAB04〜
15を第一タグRAM21のアドレスに入力する。タグ
RAM21は、その時の下位アドレスAB04〜15に
対応するタグRAM21に記憶されているアドレスを読
み出し比較回路22に出力する。
The primary cache 2 is the address register 2
5 outputs the address on the first address bus 52 to the second address bus 62, and the lower address AB04 ...
Input 15 into the address of the first tag RAM 21. The tag RAM 21 outputs the addresses stored in the tag RAM 21 corresponding to the lower addresses AB04 to 15 at that time to the read comparison circuit 22.

【0028】比較回路22は、タグRAM21により読
み出されたそのアドレスと、第二アドレスバス62上の
上位アドレスAB16〜31とを比較する。その結果一
致する時、ヒットとなる。この時、時刻t11で一次キャ
ッシュ2はデータRAM24に第二アドレスバス62上
のアドレスAB02〜15を入力し読み出されたデータ
(4バイト)を、第二データバス63に出力し、その後
データドライバ26を介して第一データバス53に出力
し、命令処理装置1に第一データ応答信号54を出力す
る。
The comparison circuit 22 compares the address read by the tag RAM 21 with the upper addresses AB16 to 31 on the second address bus 62. When the result matches, it becomes a hit. At this time, at time t 11 , the primary cache 2 inputs the addresses AB02 to 15 on the second address bus 62 to the data RAM 24, outputs the read data (4 bytes) to the second data bus 63, and then the data The data is output to the first data bus 53 via the driver 26 and the first data response signal 54 is output to the instruction processing device 1.

【0029】図6は一次キャッシュミスヒット、二次キ
ャッシュヒット(1)の場合で、アドレスレジスタカウ
ンタがカウントアップした時ヒットした場合のデータ転
送過程を示すタイムチャートである。命令処理装置1
は、一次キャッシュ2にデータを要求する時、時刻t20
で第一アドレスバス52にアドレスを出力し、且つ第一
データ要求信号51を出力する。
FIG. 6 is a time chart showing a data transfer process in the case of a primary cache miss hit and a secondary cache hit (1) when there is a hit when the address register counter counts up. Instruction processing device 1
Requests data from the primary cache 2 at time t 20
Outputs the address to the first address bus 52 and outputs the first data request signal 51.

【0030】一次キャッシュ2はアドレスレジスタ25
により第一アドレスバス52上のアドレスを第二アドレ
スバス62上に出力し、その下位アドレスAB04〜1
5を第一タグRAM21のアドレスに入力する。タグR
AM21は、その時の下位アドレスAB04〜15に対
応するタグRAM21に記憶されているアドレスを読み
出し、比較回路22に出力する。
The primary cache 2 is an address register 25.
Outputs the address on the first address bus 52 to the second address bus 62, and the lower address AB04 to 1
5 is input to the address of the first tag RAM 21. Tag R
The AM 21 reads the address stored in the tag RAM 21 corresponding to the lower addresses AB04 to 15 at that time and outputs it to the comparison circuit 22.

【0031】比較回路22は、タグRAM21により読
み出されたそのアドレスと、第二アドレスバス62上の
上位アドレスAB16〜31とを比較する。その結果一
致しない時、ミスヒットとなる。この時、時刻t21で一
次キャッシュ2は、二次キャッシュ3に、第二アドレス
バス62を出力し、且つ第二データ要求信号61を出力
する。
The comparison circuit 22 compares the address read by the tag RAM 21 with the upper addresses AB16 to 31 on the second address bus 62. As a result, when they do not match, it becomes a miss hit. At this time, at time t 21 , the primary cache 2 outputs the second address bus 62 and the second data request signal 61 to the secondary cache 3.

【0032】時刻t22で二次キャッシュ3は、第二デー
タ要求信号61を受けて第二アドレスバス62上のアド
レスAB03〜31をアドレスレジスタカウンタ35に
セットし、第三アドレスバス72上に出力し、その下位
アドレスAC06〜17を第二タグRAM31のアドレ
スに入力する。タグRAM31は、その時の下位アドレ
スAC06〜17に対応するタグRAM31に記憶され
ているアドレスを読み出し、比較回路32に出力する。
At time t 22 , the secondary cache 3 receives the second data request signal 61, sets the addresses AB03 to 31 on the second address bus 62 in the address register counter 35, and outputs it on the third address bus 72. Then, the lower address AC06 to 17 is input to the address of the second tag RAM 31. The tag RAM 31 reads the address stored in the tag RAM 31 corresponding to the lower address AC 06 to 17 at that time and outputs it to the comparison circuit 32.

【0033】比較回路32は、タグRAM31により読
み出されたそのアドレスと、第三アドレスバス72上の
上位アドレスAC18〜31とを比較する。その結果一
致する時、ヒットとなる。この時時刻t23で二次キャッ
シュ3は、データRAM34に第三アドレスバス72上
のアドレスAC03〜17を入力しそれに対して読み出
されたデータ(8バイト×2=16バイト)をデータ組
み立て回路36を介して4バイト×4のデータとして第
三データバス73に出力し、その後データドライバ36
を介して第二データバス63に出力し、一次キャッシュ
2に第二データ応答信号64を出力する。
The comparison circuit 32 compares the address read by the tag RAM 31 with the upper address AC18-31 on the third address bus 72. When the result matches, it becomes a hit. At this time, at the time t 23 , the secondary cache 3 inputs the addresses AC03 to AC17 on the third address bus 72 to the data RAM 34 and outputs the data (8 bytes × 2 = 16 bytes) read therefrom to the data assembling circuit. It outputs to the third data bus 73 as data of 4 bytes × 4 via the data 36, and then the data driver 36
To the second data bus 63 and the second data response signal 64 to the primary cache 2.

【0034】これを受けて一次キャッシュ2は、この4
バイト×4のデータを第一データRAM24に入力し、
且つ第一タグRAM21の対応するアドレスも更新す
る。次に時刻t24でアドレスレジスタカウンタ35は+
1だけカウントアップし、その出力の下位アドレスAC
06〜17を前記と同様にタグRAM31及び比較回路
32により、第三アドレスバス72上の上位アドレスA
C18〜31と比較する。その結果一致するとヒットと
なる。この時、一次キャッシュ2は、第二データ応答信
号64を受けて第二アドレスバス62上のアドレスAB
02〜15をデータRAM24に、入力し、読み出され
たデータ(4バイト)を第二データバス63に出力し、
その後データドライバ26を介して第一データバス53
に出力し、命令処理装置1に第一データ応答信号54を
出力する。
In response to this, the primary cache 2 receives this 4
Input the data of byte x 4 into the first data RAM 24,
Moreover, the corresponding address of the first tag RAM 21 is also updated. Next, at time t 24 , the address register counter 35 becomes +
Count up by 1, and output lower address AC
In the same manner as above, the tag RAM 31 and the comparison circuit 32 are used to store the upper address A 06 to A 17 on the third address bus 72.
Compare with C18-31. If the results match, it will be a hit. At this time, the primary cache 2 receives the second data response signal 64 and receives the address AB on the second address bus 62.
02 to 15 are input to the data RAM 24, the read data (4 bytes) is output to the second data bus 63,
Thereafter, via the data driver 26, the first data bus 53
And outputs the first data response signal 54 to the instruction processing device 1.

【0035】図7は一次キャッシュミスヒット、二次キ
ャッシュヒット(2)の場合で、アドレスレジスタカウ
ンタがカウントアップした時、ミスヒットした場合のデ
ータ転送過程を示すタイムチャートである。命令処理装
置1は、一次キャッシュ2にデータを要求する時、時刻
30で第一アドレスバス52にアドレスを出力し、且つ
第一データ要求信号51を出力する。
FIG. 7 is a time chart showing a data transfer process in the case of a primary cache miss hit and a secondary cache hit (2) when the address register counter counts up and there is a miss hit. When requesting data from the primary cache 2, the instruction processing device 1 outputs an address to the first address bus 52 at time t 30 and also outputs a first data request signal 51.

【0036】一次キャッシュ2はアドレスレジスタ25
により第一アドレスバス52上のアドレスを第二アドレ
スバス62上に出力し、その下位アドレスAB04〜1
5を第一タグRAM21のアドレスに入力する。タグR
AM21はその時の下位アドレスAB04〜15に対応
するタグRAM21に記憶されているアドレスを読み出
し、比較回路22に出力する。
The primary cache 2 is an address register 25.
Outputs the address on the first address bus 52 to the second address bus 62, and the lower address AB04 to 1
5 is input to the address of the first tag RAM 21. Tag R
The AM 21 reads the address stored in the tag RAM 21 corresponding to the lower addresses AB04 to 15 at that time and outputs it to the comparison circuit 22.

【0037】比較回路22は、タグRAM21により読
み出されたそのアドレスと、第二アドレスバス62上の
上位アドレスAB16〜31とを比較する。その結果一
致しない時、ミスヒットとなる。この時、時刻t31で一
次キャッシュ2は、二次キャッシュ3に第二アドレスバ
ス62を出力し、且つ第二データ要求信号61を出力す
る。
The comparison circuit 22 compares the address read by the tag RAM 21 with the upper addresses AB16 to 31 on the second address bus 62. As a result, when they do not match, it becomes a miss hit. At this time, at time t 31 , the primary cache 2 outputs the second address bus 62 and the second data request signal 61 to the secondary cache 3.

【0038】時刻t32で二次キャッシュ3は、第二デー
タ要求信号61を受けて、第二アドレスバス62上のア
ドレスAB03〜31をアドレスレジスタカウンタ35
にセットし、第三アドレスバス72上に出力し、その下
位アドレスAC06〜17を第二タグRAM31のアド
レスに入力する。タグRAM31はその時の下位アドレ
スAC06〜17に対応するタグRAM31に記憶され
ているアドレスを読み出し、比較回路32に出力する。
At the time t 32 , the secondary cache 3 receives the second data request signal 61 and transfers the addresses AB 03 to 31 on the second address bus 62 to the address register counter 35.
, And outputs to the third address bus 72, and the lower address AC06 to 17 is input to the address of the second tag RAM 31. The tag RAM 31 reads the address stored in the tag RAM 31 corresponding to the lower address AC 06 to 17 at that time and outputs it to the comparison circuit 32.

【0039】比較回路32は、タグRAM31により読
み出されたそのアドレスと、第三アドレスバス72上の
上位アドレスAC18〜31とを比較する。その結果一
致する時、ヒットとなる。この時時刻t33で二次キャッ
シュ3は、データRAM34に第三アドレスバス72上
のアドレスAC03〜17を入力し、それに対して読み
出されたデータ(8バイト×2=16バイト)をデータ
組み立て回路36を介して4バイト×4のデータとして
第三データバス73に出力し、その後データドライバ3
6を介して第二データバス63に出力し、一次キャッシ
ュ2に第二データ応答信号64を出力する。
The comparison circuit 32 compares the address read by the tag RAM 31 with the upper address AC18-31 on the third address bus 72. When the result matches, it becomes a hit. At this time, at time t 33 , the secondary cache 3 inputs the addresses AC 03 to 17 on the third address bus 72 to the data RAM 34 and assembles the read data (8 bytes × 2 = 16 bytes) into the data. The data is output to the third data bus 73 as 4 bytes × 4 data via the circuit 36, and then the data driver 3
The data is output to the second data bus 63 via 6 and the second data response signal 64 is output to the primary cache 2.

【0040】次に時刻t34で、アドレスレジスタカウン
タ35は+1だけカウントアップし、その出力の下位ア
ドレスAC06〜17を前記同様にタグRAM31及び
比較回路32により第三アドレスバス72上の上位アド
レスAC18〜31と比較する。その結果一致しないと
ミスヒットとなる。この時、一次キャッシュ2は、第二
データ応答信号64を受けて第二アドレスバス62上の
アドレスAB02〜15をデータRAM24に入力し、
読み出されたデータ(4バイト)を第二データバス63
に出力し、その後データドライバ26を介して第一デー
タバス53に出力し、命令処理装置1に第一データ応答
信号54を出力する。
Next, at time t 34 , the address register counter 35 counts up by +1 and the lower addresses AC06 to 17 of the output are counted by the tag RAM 31 and the comparison circuit 32 in the same manner as described above to the upper address AC18 on the third address bus 72. Compare with ~ 31. As a result, if they do not match, a miss hit occurs. At this time, the primary cache 2 receives the second data response signal 64 and inputs the addresses AB02 to 15 on the second address bus 62 to the data RAM 24,
The read data (4 bytes) is used as the second data bus 63
, And then to the first data bus 53 via the data driver 26 to output the first data response signal 54 to the instruction processing device 1.

【0041】次に時刻t35で二次キャッシュ3は、主記
憶4に、第三アドレスバス72を出力し、且つ第三デー
タ要求信号71を出力する。次に時刻t36で、主記憶4
は、二次キャッシュ3よりの第三データ要求信号71を
受けて第三アドレスバス72に対して読み出されたデー
タ(8バイト×8=64バイト)を、第三データバス7
3に、8バイト×8のデータとして二次キャッシュ3の
第三データバス73に出力し、且つ第三データ応答信号
74を出力する。これを受けて二次キャッシュ3は、こ
の8バイト×8のデータを第二データRAM34に入力
し、且つ、第二タグRAM31の対応するアドレスも更
新する。
Next, at time t 35 , the secondary cache 3 outputs the third address bus 72 and the third data request signal 71 to the main memory 4. Next, at time t 36 , the main memory 4
Receives the third data request signal 71 from the secondary cache 3 and outputs the data (8 bytes × 8 = 64 bytes) read to the third address bus 72 to the third data bus 7
3 to the third data bus 73 of the secondary cache 3 as 8 bytes × 8 data, and the third data response signal 74. In response to this, the secondary cache 3 inputs the data of 8 bytes × 8 to the second data RAM 34, and also updates the corresponding address of the second tag RAM 31.

【0042】図8は一次キャッシュミスヒット;二次キ
ャッシュミスヒットの場合のデータ転送過程を示すタイ
ムチャートである。命令処理装置1は、一次キャッシュ
2にデータを要求する時、時刻t40で第一アドレスバス
52にアドレスを出力し、且つ第一データ要求信号51
を出力する。
FIG. 8 is a time chart showing a data transfer process in the case of a primary cache miss hit and a secondary cache miss hit. When requesting data from the primary cache 2, the instruction processing device 1 outputs an address to the first address bus 52 at time t 40 and also outputs the first data request signal 51.
Is output.

【0043】一次キャッシュ2はアドレスレジスタ25
により第一アドレスバス52上のアドレスを第二アドレ
スバス62上に出力し、その下位アドレスAB04〜1
5を第一タグRAM21のアドレスに入力する。タグR
AM21は、その時の下位アドレスAB04〜15に対
応するタグRAM21に記憶されているアドレスを読み
出し、比較回路22に出力する。
The primary cache 2 is an address register 25.
Outputs the address on the first address bus 52 to the second address bus 62, and the lower address AB04 to 1
5 is input to the address of the first tag RAM 21. Tag R
The AM 21 reads the address stored in the tag RAM 21 corresponding to the lower addresses AB04 to 15 at that time and outputs it to the comparison circuit 22.

【0044】比較回路22は、タグRAM21により読
み出されたそのアドレスと、第二アドレスバス62上の
上位アドレスAB16〜31とを比較する。その結果一
致しない時、ミスヒットとなる。この時、時刻t41で、
一次キャッシュ2は二次キャッシュ3に第二アドレスバ
ス62を出力し、且つ第二データ要求信号61を出力す
る。
The comparison circuit 22 compares the address read by the tag RAM 21 with the upper addresses AB16 to 31 on the second address bus 62. As a result, when they do not match, it becomes a miss hit. At this time, at time t 41 ,
The primary cache 2 outputs the second address bus 62 and the second data request signal 61 to the secondary cache 3.

【0045】時刻t42で二次キャッシュ3は第二データ
要求信号61を受けて、第二アドレスバス62上のアド
レス(AB03〜31)をアドレスレジスタカウンタ3
5にセットし、第三アドレスバス72上に出力し、その
下位アドレスAC06〜17を第二タグRAM31のア
ドレスに入力する。タグRAM31はその時の下位アド
レスAC06〜17に対応するタグRAM31に記憶さ
れているアドレスを読み出し、比較回路32に出力す
る。
At time t 42 , the secondary cache 3 receives the second data request signal 61, and transfers the addresses (AB03 to 31) on the second address bus 62 to the address register counter 3
5, the data is output to the third address bus 72, and the lower address AC06 to 17 is input to the address of the second tag RAM 31. The tag RAM 31 reads the address stored in the tag RAM 31 corresponding to the lower address AC 06 to 17 at that time and outputs it to the comparison circuit 32.

【0046】比較回路32はタグRAM31により読み
出されたそのアドレスと、第三アドレスバス72上の上
位アドレスAC18〜31とを比較する。その結果一致
しない時、ミスヒットとなる。時刻t43で二次キャッシ
ュ3は主記憶4に第三アドレスバス72を出力し、且つ
第三データ要求信号71を出力する。
The comparison circuit 32 compares the address read by the tag RAM 31 with the upper address AC18-31 on the third address bus 72. As a result, when they do not match, it becomes a miss hit. At time t 43 , the secondary cache 3 outputs the third address bus 72 to the main memory 4 and also outputs the third data request signal 71.

【0047】次に時刻t44で主記憶4は、二次キャッシ
ュ3よりの第三データ要求信号71を受けて、第三アド
レスバス72に対して読み出されたデータ(8バイト×
8=64バイト)を、第三データバス73に、8バイト
×8のデータとして二次キャッシュ3の第三データバス
73に出力し、且つ第三データ応答信号74を出力す
る。
Next, at time t 44 , the main memory 4 receives the third data request signal 71 from the secondary cache 3 and the data read out to the third address bus 72 (8 bytes ×
(8 = 64 bytes) is output to the third data bus 73 as 8 bytes × 8 data to the third data bus 73 of the secondary cache 3 and the third data response signal 74 is output.

【0048】これを受けて二次キャッシュ3は、この8
バイト×8のデータを第二データRAM34に入力し、
且つタグRAM31の対応するアドレスも更新する。次
に時刻t45で二次キャッシュ3は、データRAM34に
第三アドレスバス72上のアドレスAC03〜17を入
力し読み出されたデータ(8バイト×2=16バイト)
をデータ組み立て回路36を介して、4バイト×4のデ
ータとして第三データバス73に出力し、その後データ
ドライバ36を介して第二データバス63に出力し、一
次キャッシュ2に第二データ応答信号64を出力する。
と同時にタグRAM21の対応するアドレスも更新す
る。
In response to this, the secondary cache 3 receives this 8
Input the data of byte × 8 into the second data RAM 34,
Moreover, the corresponding address of the tag RAM 31 is also updated. Next, at time t 45 , the secondary cache 3 inputs the addresses AC03 to 17 on the third address bus 72 to the data RAM 34 and reads the data (8 bytes × 2 = 16 bytes).
Is output to the third data bus 73 as data of 4 bytes × 4 via the data assembling circuit 36, and then to the second data bus 63 via the data driver 36, and the second data response signal is sent to the primary cache 2. 64 is output.
At the same time, the corresponding address in the tag RAM 21 is also updated.

【0049】次に時刻t46で、一次キャッシュ2は、第
二データ応答信号64を受けて第二アドレスバス62上
のアドレスAB02〜15をデータRAMに入力し、読
み出されたデータ(4バイト)を第二データバス63に
出力し、その後データドライバ26を介して、第一デー
タバス53に出力し、命令処理装置1に第一データ応答
信号54を出力する。
Next, at time t 46 , the primary cache 2 receives the second data response signal 64, inputs the addresses AB02 to 15 on the second address bus 62 to the data RAM, and reads the read data (4 bytes). ) Is output to the second data bus 63 and then to the first data bus 53 via the data driver 26, and the first data response signal 54 is output to the instruction processing device 1.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、キャッシュ記憶装置に
命令処理装置から要求されるデータ又はプログラムのア
ドレスの次のアドレスのデータ又はプログラムを格納さ
れているので、通常命令処理装置のプログラム上では、
記憶装置に要求するデータ又はプログラムの次に要求す
るデータ又はプログラムはプログラムの連続性から連続
するアドレスに存在していることから、命令処理装置の
処理速度を速くすることが可能である。
According to the present invention, since the data or program at the address next to the address of the data or program requested by the instruction processing device is stored in the cache storage device, the program of the normal instruction processing device is ,
Since the data or program requested next to the data or program requested from the storage device exists at consecutive addresses due to the continuity of the program, the processing speed of the instruction processing device can be increased.

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

【図1】図1は本発明による実施例の三階層記憶装置方
式の情報処理装置の構成図である。
FIG. 1 is a block diagram of an information processing apparatus of a three-tier storage system according to an embodiment of the present invention.

【図2】図2は一次キャッシュ記憶装置の内部回路構成
図である。
FIG. 2 is an internal circuit configuration diagram of a primary cache storage device.

【図3】図3は二次キャッシュ記憶装置の内部回路構成
図である。
FIG. 3 is an internal circuit configuration diagram of a secondary cache storage device.

【図4】図4は一次キャッシュ、二次キャッシュ、主記
憶のメモリマッピング図である。
FIG. 4 is a memory mapping diagram of a primary cache, a secondary cache, and a main memory.

【図5】図5は、一次キャッシュヒット時のデータ転送
過程を示すタイムチャートである。
FIG. 5 is a time chart showing a data transfer process at the time of a primary cache hit.

【図6】図6は一次キャッシュミスヒット二次キャッシ
ュヒット(1)の時のデータ転送過程を示すタイムチャ
ートである。
FIG. 6 is a time chart showing a data transfer process in the case of a primary cache miss hit and a secondary cache hit (1).

【図7】図7は一次キャッシュミスヒット、二次キャッ
シュヒット(2)の時のデータ転送過程を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 7 is a time chart showing a data transfer process at the time of a primary cache miss hit and a secondary cache hit (2).

【図8】図8は一次キャッシュミスヒット、二次キャッ
シュミスヒット時のデータ転送過程を示すタイムチャー
トである。
FIG. 8 is a time chart showing a data transfer process at the time of a primary cache miss hit and a secondary cache miss hit.

【図9】図9は従来技術による情報処理装置の構成図で
ある。
FIG. 9 is a configuration diagram of an information processing device according to a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…命令処理装置 2…一次キャッシュ記憶装置 3…二次キャッシュ記憶装置 4…主記憶装置 21…一次キャッシュタグRAM 22…一次キャッシュ比較回路 23…一次キャッシュ制御回路 24…一次キャッシュデータRAM 25…一次キャッシュアドレスレジスタ 26…一次キャッシュデータドライバ 31…二次キャッシュタグRAM 32…二次キャッシュ比較回路 33…二次キャッシュ制御回路 34…二次キャッシュデータRAM 35…二次キャッシュアドレスレジスタカウンタ 36…二次キャッシュデータドライバ 51…第一データ要求信号 52…第一アドレスバス 53…第一データバス 54…第一データ応答信号 61…第二データ要求信号 62…第二アドレスバス 63…第二データバス 64…第二データ応答信号 71…第三データ要求信号 72…第三アドレスバス 73…第三データバス 74…第三データ応答信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Instruction processing device 2 ... Primary cache storage device 3 ... Secondary cache storage device 4 ... Main storage device 21 ... Primary cache tag RAM 22 ... Primary cache comparison circuit 23 ... Primary cache control circuit 24 ... Primary cache data RAM 25 ... Primary Cache address register 26 ... Primary cache data driver 31 ... Secondary cache tag RAM 32 ... Secondary cache comparison circuit 33 ... Secondary cache control circuit 34 ... Secondary cache data RAM 35 ... Secondary cache address register counter 36 ... Secondary cache Data driver 51 ... First data request signal 52 ... First address bus 53 ... First data bus 54 ... First data response signal 61 ... Second data request signal 62 ... Second address bus 63 ... Second data bus 64 ... Two data response signal 71 Third data request signal 72 ... third address bus 73 ... third data bus 74 ... third data response signal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 命令処理装置(1)と主記憶装置(4)
の間に介在する少なくとも1つのキャッシュ記憶装置
(2、3)において、該キャッシュ記憶装置(2、3)
は該命令処理装置(1)から1つのデータが要求された
場合にそのデータに対応して次回以降に要求されるであ
ろうデータを予測して次段の該主記憶装置(4)からデ
ータを読み出して予め該キャッシュ記憶装置(2、3)
に格納しておく要求データ予測格納手段(31、32、
33、34、35)を備えていることを特徴とするキャ
ッシュ記憶装置。
1. An instruction processing device (1) and a main storage device (4).
At least one cache storage device (2, 3) interposed between the cache storage device (2, 3)
When one data is requested from the instruction processing device (1), it predicts the data that will be requested from the next time onward corresponding to the data, and the data from the main memory device (4) in the next stage is predicted. To read the cache storage device (2, 3) in advance
Request data prediction storage means (31, 32,
33, 34, 35).
【請求項2】 命令処理装置(1)と、該命令処理装置
(1)に接続される一次キャッシュ記憶装置(2)と、
該一次キャッシュ記憶装置(2)に接続される二次キャ
ッシュ記憶装置(3)と、該二次キャッシュ記憶装置
(3)に接続される主記憶装置(4)と、からなる情報
処理装置において、 該一次キャッシュ記憶装置(2)は命令処理装置(1)
から要求されたデータが自身に存在するかどうか検索
し、存在していれば命令処理装置(1)に該データを転
送し、存在していなければ該二次キャッシュ記憶装置
(3)に該データを要求し該二次キャッシュ記憶装置
(3)より転送されるデータを記憶し、該命令処理装置
(1)に該要求されたデータを転送する装置であり、 該二次キャッシュ記憶装置(3)は該一次キャッシュ記
憶装置(2)より要求されたデータが自身に存在してい
るかどうか検索し、存在していれば該一次キャッシュ記
憶装置(2)に該データを転送し、更に該一次キャッシ
ュ記憶装置(2)より要求されたデータのアドレスに続
くアドレスのデータが自身に存在するかどうか検索し、
存在していればそのままとし存在していなければ該主記
憶装置(4)に該データを要求し該主記憶装置(4)よ
り転送されるデータを記憶し、 更に、該二次キャッシュ記憶装置(3)は該一次キャッ
シュ記憶装置(2)より要求されたデータが自身に存在
していなければ該主記憶装置(4)に該データを要求
し、該主記憶装置(4)より転送されるデータを記憶し
該一次キャッシュ記憶装置(2)に該要求されたデータ
を転送し、更に該一次キャッシュ記憶装置(2)より要
求されたデータのアドレスに続くアドレスのデータが自
身に存在するかどうか検索し、存在していればそのまま
とし存在していなければ該主記憶装置(4)に該データ
を要求し該主記憶装置(4)より転送されるデータを記
憶する装置であることを特徴とする情報処理装置。
2. An instruction processing device (1), a primary cache storage device (2) connected to the instruction processing device (1),
An information processing device comprising a secondary cache storage device (3) connected to the primary cache storage device (2) and a main storage device (4) connected to the secondary cache storage device (3), The primary cache storage device (2) is an instruction processing device (1).
The data requested by the server is searched for whether it exists in itself, and if it exists, the data is transferred to the instruction processing unit (1), and if it does not exist, the data is stored in the secondary cache storage unit (3). Is a device for storing the data transferred from the secondary cache storage device (3) and transferring the requested data to the instruction processing device (1), the secondary cache storage device (3) Searches whether the data requested by the primary cache storage device (2) exists in itself, transfers the data to the primary cache storage device (2) if it exists, and further, the primary cache storage device The device (2) searches for the data at the address following the address of the data requested by the device (2),
If it exists, it is left as it is. If it does not exist, the data is requested to the main storage device (4), the data transferred from the main storage device (4) is stored, and further, the second cache storage device ( If the data requested by the primary cache storage device (2) does not exist in itself, 3) requests the data from the main storage device (4), and the data transferred from the main storage device (4). And stores the requested data in the primary cache storage device (2), and further searches for data at an address following the address of the data requested by the primary cache storage device (2). If it exists, it is left as it is, and if it does not exist, it is a device for requesting the data to the main storage device (4) and storing the data transferred from the main storage device (4). Information processing apparatus.
【請求項3】 命令処理装置(1)と、該命令処理装置
(1)に接続される一次キャッシュ記憶装置(2)と、
該一次キャッシュ記憶装置(2)に接続される二次キャ
ッシュ記憶装置(3)と、該二次キャッシュ記憶装置
(3)に接続される主記憶装置(4)と、からなる情報
処理装置の情報処理方法において、 該一次キャッシュ記憶装置(2)において、命令処理装
置(1)から要求されたデータが自身に存在するかどう
か検索する工程と、該データが存在していれば命令処理
装置(1)に該データを転送する工程と、該データが存
在していなければ該二次キャッシュ記憶装置(3)に該
データを要求する工程と、該二次キャッシュ記憶装置
(3)より転送されるデータを記憶する工程と、該命令
処理装置(1)に該要求されたデータを転送する工程と
を有する処理方法であって、 該二次キャッシュ記憶装置(3)において、該一次キャ
ッシュ記憶装置(2)より要求されたデータが自身に存
在しているかどうか検索する工程と、該データが存在し
ていれば該一次キャッシュ記憶装置(2)に該データを
転送する工程と、該一次キャッシュ記憶装置(2)より
要求されたデータのアドレスに続くアドレスのデータが
自身に存在するかどうか検索する工程と、該データが存
在していればそのままとし存在していなければ該主記憶
装置(4)に該データを要求し該主記憶装置(4)より
転送されるデータを記憶する工程とを有し、 更に、該二次キャッシュ記憶装置(3)において、該一
次キャッシュ記憶装置(2)より要求されたデータが自
身に存在していなければ該主記憶装置(4)に該データ
を要求する工程と、該主記憶装置(4)より転送される
データを記憶し該一次キャッシュ記憶装置(2)に該要
求されたデータを転送する工程と、該一次キャッシュ記
憶装置(2)より要求されたデータのアドレスに続くア
ドレスのデータが自身に存在するかどうか検索する工程
と、該データが存在していればそのままとし存在してい
なければ該主記憶装置(4)に該データを要求し該主記
憶装置(4)より転送されるデータを記憶する工程とを
有する処理方法であることを特徴とする情報処理方法。
3. An instruction processing device (1), a primary cache storage device (2) connected to the instruction processing device (1),
Information of an information processing device including a secondary cache storage device (3) connected to the primary cache storage device (2) and a main storage device (4) connected to the secondary cache storage device (3) In the processing method, in the primary cache storage device (2), a step of searching whether or not the data requested by the instruction processing device (1) exists in itself, and if the data exists, the instruction processing device (1 ), The step of transferring the data to the secondary cache storage device (3), the step of requesting the data from the secondary cache storage device (3) if the data does not exist, and the data transferred from the secondary cache storage device (3). And a step of transferring the requested data to the instruction processing device (1), wherein the secondary cache storage device (3) stores the primary cache storage data. (2) searching for whether or not the requested data exists in itself, transferring the data to the primary cache storage device (2) if the data exists, and the primary cache A step of searching whether or not the data of the address following the address of the data requested by the storage device (2) exists in itself, and if the data exists, it is left as it is and the main storage device (4 ) To store the data transferred from the main storage device (4), and further, in the secondary cache storage device (3), the data is transferred from the primary cache storage device (2). If the requested data does not exist in itself, the step of requesting the data from the main storage device (4), and the data transferred from the main storage device (4) are stored in the primary cache storage device. (2) transferring the requested data, searching for whether or not data at an address following the address of the data requested by the primary cache storage device (2) exists in itself, and If it exists, it is left as it is, and if it does not exist, a step of requesting the data to the main storage device (4) and storing the data transferred from the main storage device (4) is provided. A characteristic information processing method.
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