JPH0594371A - ポータブルコンピユータ - Google Patents

ポータブルコンピユータ

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JPH0594371A
JPH0594371A JP3278600A JP27860091A JPH0594371A JP H0594371 A JPH0594371 A JP H0594371A JP 3278600 A JP3278600 A JP 3278600A JP 27860091 A JP27860091 A JP 27860091A JP H0594371 A JPH0594371 A JP H0594371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
address
memory
cpu
data
bit
Prior art date
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Pending
Application number
JP3278600A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunori Yamaki
一則 八巻
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Priority to EP19920116385 priority patent/EP0535537A3/en
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 CPUのアドレスピンの一部が使用されない
場合に、CPUに内蔵されるキャッシュメモリの記憶デ
ータと主記憶、拡張メモリ等の記憶データの一貫性を維
持することである。 【構成】 ポータブルコンピュータはn(nは正の整
数)ビットのアドレスデータによりアクセス可能な容量
を有するメモリ19 - 22 と、キャッシュメモリとキャッ
シュコントローラを含み、m(mはnより大きい整数)
ビットのアドレスデータを処理可能なワンチップCPU
10を備える。CPU10のアドレスピンの不使用の上位m
−nビットのアドレスピンが論理“0”に固定され、キ
ャッシュメモリに存在し得ないアドレスが供給されるこ
とを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内部にキャッシュメモリ
を内蔵する1チップCPUを使用するコンピュータに関
し、特に、実装可能なメモリのアドレス空間がCPUが
アクセス可能なメモリ空間より小さいタイプのコンピュ
ータに関する。
【0002】
【従来の技術】キャッシュメモリとキャッシュコントロ
ーラを内蔵し、アクセス可能なアドレス空間が従来に比
して大きなワンチップCPUが発表され、実用に供され
ている。この種のCPUを中核としてコンピュータを構
成する場合、コンピュータの製品仕様を決めた段階で、
メモリの総記憶容量がCPUのアクセスできる記憶容量
の最大値の半分以下であれば、CPUのアドレスピンの
うちの上位のアドレスピンは使用されないことになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、CPUの使用
されない上位アドレスピンを開放状態に設定したり、通
常のアドレスバスに接続すると、CPUに内蔵されるキ
ャッシュメモリが誤ってアップデートされる事態が起こ
りうる。即ち、キャッシュメモリの内容をアップデート
する際に、この使用されないアドレスピンの電圧を適当
に処理しないとキャッシュメモリの記憶データと外部の
メモリの記憶データ間に不一致が生じる場合がある。
【0004】この発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、実装可能なメモリの容量の上限値が制限されている
ため、使用されないアドレスが発生する場合でも、CP
Uに内蔵されるキャッシュメモリの記憶データと主記
憶、拡張メモリ等の記憶データの一貫性を維持すること
ができるコンピュータを提供することを目的とする。
【0005】また、この発明の他の目的は、CPUに内
蔵されるキャッシュメモリの内容を正確に維持できるコ
ンピュータを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のコンピュータは、n(nは正の整数)ビ
ットのアドレスデータによりアクセス可能な容量まで拡
張可能なメモリ手段と、キャッシュメモリを含み、m
(mはnより大きい整数)ビットのアドレスデータによ
り定義されるアドレス空間をアクセス可能で、前記メモ
リ手段をアクセスすると共に前記メモリ手段の記憶内容
が更新された時に前記キャッシュメモリの保持データを
対応して更新するワンチップCPUと、前記CPUのア
ドレスの上位m−nビットを論理“0”に固定するアド
レス固定部を備え、不使用のアドレスビットを論理
“0”に設定することにより前記キャッシュメモリと前
記メモリ手段の保持データの一貫性を維持することを特
徴とする。
【0007】
【作用】上記構成により、この発明にかかるコンピュー
タによれば、CPUに内蔵されるキャッシュメモリに存
在しないメモリエリアのアドレスが誤って供給される虞
がなく、キャッシュメモリの内容が誤って更新される虞
がない。従って、メモリの記憶内容とキャッシュメモリ
の記憶内容の一貫性を維持することができる。
【0008】
【実施例】以下図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。
【0009】図1は本発明の一実施例に於けるシステム
構成を示すブロック図、図2はCPUのアドレスピンを
接地した状態を示す回路図、図3はCPUの内部構成を
概略的に示すブロック図である。
【0010】本実施例のシステムは、従来のパーソナル
コンピュータとの互換性を維持するため、ゲート回路18
を境界として、ゲート回路の右側は16ビット系のシステ
ムを採用し、ゲート回路の左側はCPU10の性能に合わ
せて32ビット系のシステムを採用している。
【0011】第1図に於いて、10はシステム全体の制御
を司るCPUであり、内部にキャッシュメモリを含む。
CPU10は32ビットのデータD31 - 0と32ビットのアド
レスA31 - 2 (データバスのビット幅が4バイトのた
め、アドレスA0, A1 は使用されない)を処理する能
力を有す。CPU10のアドレスピンは双方向性であり、
CPU本体10a が出力したアドレスデータを外部に伝達
すると共にCPU10の外部から供給されるアドレスデー
タを内部に伝達する。
【0012】本実施例においては、従来のパーソナルコ
ンピュータとの互換性を維持するため、このシステムの
総記憶容量は最大64Mバイト(26ビットのアドレスデー
タでアクセス可能)に制限されている。このため、CP
U10に内蔵されたキャッシュメモリの記憶値とメモリの
記憶データの不一致を防止するため、CPU10の上位5
ビットのアドレスピンは図2に示されるようにプルダウ
ンされている。従って、CPU10(即ち、内蔵されたキ
ャッシュメモリ)に供給されるアドレスデータは実質的
にA26 - 2のみとなる。
【0013】具体的に説明すると、CPU10は、図3に
示されるように、CPU本体10a と、キャッシュコント
ローラ10b 、キャッシュメモリ10c から構成される。
【0014】CPU本体10a が出力するデータ及びアド
レスデータは外部に伝達されると共にキャッシュコント
ローラ10b に供給される。また、CPU10の外部から供
給されるデータはCPU本体10a とキャッシュコントロ
ーラ10b に伝達される。同様に、CPU10の外部から供
給されるアドレスデータはキャッシュコントローラ10b
に供給される。さらに、CPU本体10a は外部との間で
制御データの授受を行う。
【0015】キャッシュメモリ10c は通常のキャッシュ
メモリと同様に、メモリのアドレス(例えば、頁アドレ
スとオフセット値)と記憶データの対、その他、バリッ
ドビット等を記憶する。
【0016】キャッシュコントローラ10b は、CPU本
体10a のリードアクセスに応答し、指定されたアドレス
のデータがキャッシュメモリ10c に記憶されているか否
かを判別し、記憶している場合には、高速にそのデータ
をCPU本体10a に供給し、存在しない場合には、該当
データを外部のメモリから読み出し、キャッシュメモリ
10c にストアすると共にそのデータをCPU本体10a に
供給する。また、システムメモリ等の記憶データが更新
(書き替え)られた場合には、キャッシュコントローラ
10b はキャッシュメモリ10c の記憶データもそれに応じ
て更新する。
【0017】なお、本実施例のCPU10としては、例え
ば、インテル社の製品番号180486タイプのCPUを使用
可能である。
【0018】再び、図1を参照して、10、12、13はCP
U10に接続される内部バスである。このうち10は制御バ
スである。12は32ビット幅の内部データバスであり、デ
ータD31-0を伝送する。13は25ビット幅の内部アドレス
バスであり、アドレスA26-2を伝送する。14はメモリ制
御バスであり、後述する内部メモリにRAS/CAS
(ローアドレスストローブ/コラムアドレスストロー
ブ)等のメモリ制御信号を伝送する。15はメモリアドレ
スバスであり、内部メモリをアクセスするためのアドレ
スデータを伝送する。
【0019】17は16ビット幅のデータバス17D と、20ビ
ット幅の下位アドレスバス17L 及び7ビット幅の上位ア
ドレスバス17U から構成されるシステムバスである。デ
ータバス17D は16ビットのデータD15-0 を伝送し、下位
アドレスバス17L はアドレスデータA19-0を伝送し、上
位アドレスバス17U はアドレスデータA23-17 を伝送す
る。
【0020】18はゲート回路であり、内部バス12、13と
システムバス17との間の接続インターフェイスをとるバ
スドライバ、システムバス17をコントロールするバスコ
ントローラ、アドレスバス13と17(U,L) 相互間でアドレ
スを転送制御し、システムメモリをリード/ライト制御
するメモリコントローラを含み、ゲートアレーで構成さ
れている。
【0021】31はCPU10とゲートアレー18に動作クロ
ックを供給する発振器である。
【0022】19はゲート回路18のアドレス制御の下にア
クセスされるメインメモリであり、本実施例では、4M
バイトの容量を有する。20, 21は拡張メモリであり、拡
張メモリ32を接続用のメモリスロットに任意に装着され
る。拡張メモリは、例えば、2Mバイト、4Mバイト、
8Mバイト、16Mバイト等の記憶容量を有する。
【0023】なお、以下の説明では、メインメモリ19,
拡張メモリ20, 21をまとめてシステム側にあるメモリと
いう意味で、システムメモリと呼ぶ。
【0024】22は初期化ルーチン(IRT )等のBIOS
(基本入出力プログラム)を格納したBIOS−ROM
である。23は2セットのDMA(ダイレクトメモリアク
セス)コントローラ、2セットのプログラマブル割り込
みコントローラ(PIC )、プログラマブル割り込みタイ
マ(PIT )、RS−232Cインターフェイス機器等が
接続されるシリアル入出力インターフェイス(SIO )、
フロッピィディスクインターフェイス、フロッピィディ
スクドライブ(FDD )用のクロックを生成する周波数発
振器(VFO )を収納したスーパインテグレーションIC
(SI)である。
【0025】24はハードディスクドライブインターフェ
イス(HDD-I/F )、25は独自の動作用電池と同電池によ
りバックアップされたメモリ(CMOS-RAM)をもつ時計モ
ジュール(RTC ;Real-Time Clock )、26はキーボード
/デスプレーコントローラ(KBC, DISP-CONT)であり、
図示せぬキーボード、ディスプレイ装置が接続され、そ
れらを制御する。
【0026】29は必要に応じてシステムバス17, ゲート
回路18、内部バス14,15 を介してシステムメモリ19 - 2
1 をアクセス可能なマスタカード33、拡張ユニット(拡
張ボード)等が接続される拡張用コネクタである。30
は、外部拡張メモリ34、モデム等が接続されるISAス
ロットである。
【0027】この実施例のコンピュータは、従来のパー
ソナルコンピュータとの互換性を維持するため、メモリ
(システムメモリ19 - 21 、拡張用コネクタ29, 30に接
続される拡張外部メモリを含む)の記憶容量は最大64M
バイト(26ビットのアドレスデータでアクセス可能)に
制限されている。
【0028】次に、第1図乃至第3図を参照して本発明
の一実施例にかかるパーソナルコンピュータの動作を説
明する。
【0029】CPU10がシステムメモリ19 - 20 をリー
ドする場合、CPU10はリード命令、アドレスデータを
ゲート回路18に供給する。ゲート回路18は受けたアドレ
スをローアドレスとカラムアドレス等に変換し、メモリ
バス14, 15を介してシステムメモリ19 -21 にRAS/
CAS、アドレスデータ等を供給する。これにより、シ
ステムメモリ19 - 21 からデータが読み出され、内部デ
ータバス12を介してCPU10に供給される。
【0030】CPU10がシステムメモリ19 - 21 にデー
タを書き込む場合、CPU10はライト命令、ライトデー
タ、アドレスデータを出力する。ゲート回路18はCPU
10の出力アドレスを変換し、システムメモリ19 - 21 に
RAS/CAS等と共に供給する。これにより、内部デ
ータバス12上のライトデータが指定されたメモリに書き
込まれる。なお、この際、CPU10内部のキャッシュメ
モリ10c の保持データも更新される。
【0031】CPU10がBIOS−ROM22、マスタカ
ード33上のメモリ、外部拡張メモリ34等をリードする場
合、CPU10はリード命令、アドレスデータ等をゲート
回路18に供給する。ゲート回路18はアドレスデータを変
換システムアドレスバス17U,17Lに出力すると共に図示
せぬ制御線を介して対象メモリに読み出し制御信号を供
給する。データは、システムデータバス17D が16ビット
幅のため、2回に別けて対象メモリから読み出される。
ゲート回路18は読みだしデータをデータバス12を介して
CP10に供給する。
【0032】CPU10がマスタカード33上のメモリ、外
部拡張メモリ34等にライトアクセスする場合、CPU10
はライト命令、アドレスデータ、書き込みデータをゲー
ト回路18に供給する。ゲート回路18はアドレスを変換
し、システムバス17に供給すると共に図示せぬ制御線を
介して対象メモリに書き込み制御信号を供給する。書き
込みデータは2回に別けて対象メモリに供給される。
【0033】CPU10によるこのようなメモリアクセス
の場合、CPU10がメモリの最大容量が64Mバイドであ
ることを認識しているので、上位アドレス5ビットが使
用されないことによる不都合は特に発生しない。
【0034】次に、マスタカード33がシステムメモリ19
- 21 をリードアクセスする場合、マスタカード33はリ
ード命令、アドレスデータをゲート回路18に供給する。
ゲート回路18は受けたアドレスを変換し、RAS/CA
S、アドレスデータ等をシステムメモリ19 - 21に供給
する。これにより、内部データバス12上のデータが対象
メモリに書き込まれる。
【0035】マスタカード33或いはDMAコントローラ
がシステムメモリ19 - 21 をライトアクセスする場合、
マスタカード33はライト命令、アドレスデータ、書き込
みデータをゲート回路18に供給する。ゲート回路18はR
AS/CASと共にアドレスデータ等をシステムメモリ
19 - 21 に供給し、書き込みデータを内部データバス12
上に出力する。これにより、内部データバス12上のデー
タが該当メモリに書き込まれる。この際、CPU10にも
内部バス12,13 を介して書き込みデータとアドレスが供
給される。このため、CPU10内蔵のキャッシュメモリ
10c の保持データも更新され、システムメモリ19 - 21
の内容とキャッシュメモリ10c の内容の一貫性が維持さ
れる。
【0036】マスタカード33は、CPU10と異なり、シ
ステムのメモリの容量の最大値である64Mバイトを越え
たエリアを指定する可能性がある。この場合、ラップア
ラウンド現象により、書き込みデータは指定されたアド
レスの上位ビットを無視した記憶位置に記憶される。こ
の場合、書き込みアドレスがCPU10に供給されると、
CPU10は32ビットのアドレスデータを処理可能であ
るので、指定されたアドレスデータと書き込みデータの
対をキャッシュメモリに保持することになる。即ち、キ
ャッシュメモリ11c は実際には存在しないメモリアドレ
スとデータの対を保持し、実際に更新されたデータとそ
のアドレスの対を記憶しないことになる。しかし、本実
施例では、DMAコントローラ或いはマスタカードによ
り指定されたアドレスの上位ビットはCPU10に供給さ
れず、さらに、CPU10の上位アドレスは“0”に固定
されている。従って、このような問題は発生せず、キャ
ッシュメモリ10c とシステムメモリ19 - 21 の記憶内容
の一貫性が維持される。
【0037】なお、システムの最大記憶容量を越える上
位アドレスがマスタカード等から供給された際に、ゲー
ト回路18が論理“0”の上位アドレス生成し、CPU10
に供給することも可能である。しかし、このような手法
では、ゲート回路18の構成が複雑になると共にゲート回
路18のピン数が上記実施例の場合よりも、5本多くな
る。ゲート回路のピン数は物理的な制限が大きい。従っ
て、本実施例のように、CPUのシステムの構成上使用
されることがないアドレスピンを論理“0”に強制的に
設定することは有用である。
【0038】なお、CPU10のアドレスの上位ピンを論
理“1”に設定した場合には、CPU10に外部から供給
されるアドレスは、現実には、存在しないアドレスのみ
となり、キャッシュメモリ10c の内容とシステムメモリ
19 - 21 の内容は完全に食違うことになる。CPU10の
アドレスの上位ピンを開放状態に設定した場合、ノイズ
などにより、同様の現象が生ずる。しかし、上記実施例
では、上位アドレスピンが論理“0”に設定されている
ので、このような問題は発生しない。
【0039】なお、本発明は上記実施例に限定されな
い。例えば、上記実施例では、アドレスが32ビットのC
PUを使用したが、他のビット数のCPUを使用しても
良い。同様に、CPUのアドレスピンの上位5ビットを
プルダウンしたが、プルダウンされるアドレスピンの数
は、実装可能なメモリの総記憶容量に応じて適当に選択
すれば良い。例えば、実装可能なメモリの総記憶容量が
nビットのアドレスデータによりアクセス可能で、CP
Uの処理可能なアドレスデータがmビットの場合には、
CPUの上位m−n本のアドレスピンをプルダウンすれ
ば良い。また、CPUの構造によっては、アドレスピン
をプルアップしても良い。
【0040】
【発明の効果】
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例にかかるコンピュータの回
路ブロック図。
【図2】CPUのアドレスピンを接地した状態を示す
図。
【図3】CPUの内部構成を示すブロック図。
【符号の説明】
10…CPU、11…制御バス、12, 17D …データバス、13
…アドレスバス、14…メモリ制御バス、15…メモリアド
レスバス、17…システムバス、18…ゲート回路、19…シ
ステムメモリ、20, 21…拡張メモリ、22…BIOS−R
OM、23…IC、24…HDDインターフェース、25…リ
アルタイムクロック、26…キーボード/デスプレーコン
トローラ、29, 30…拡張用スロット、31…発振器、33…
マスタカード、34…外部拡張メモリ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】n(nは正の整数)ビットのアドレスデー
    タによりアクセス可能な容量まで拡張可能なメモリ手段
    と、 キャッシュメモリを含み、m(mはnより大きい整数)
    ビットのアドレスデータにより定義されるアドレス空間
    をアクセス可能で、前記メモリ手段をアクセスすると共
    に前記メモリ手段の記憶内容が更新された時に前記キャ
    ッシュメモリの保持データを対応して更新するワンチッ
    プCPUと、 前記CPUのアドレスの上位m−nビットを論理“0”
    に固定するアドレス固定部を備え、 不使用のアドレスビットを論理“0”に設定することに
    より前記キャッシュメモリと前記メモリ手段の記憶デー
    タの一貫性を維持することを特徴とするコンピュータ。
  2. 【請求項2】メモリアクセス手段と、キャッシュメモリ
    とキャッシュコントローラを内蔵するCPUと、前記C
    PUのアドレスピンのうち前記メモリアクセス手段のた
    めに使用されない所定の上位ピンを所定電位に固定する
    アドレス固定部を備え、CPUに入力されるアドレスの
    所定の上位ビットを無効化することを特徴とするコンピ
    ュータ。
JP3278600A 1991-09-30 1991-09-30 ポータブルコンピユータ Pending JPH0594371A (ja)

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EP19920116385 EP0535537A3 (en) 1991-09-30 1992-09-24 Computer system with a cache memory

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