JPH0594374A - キヤツシユメモリ制御方式 - Google Patents

キヤツシユメモリ制御方式

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JPH0594374A
JPH0594374A JP3114227A JP11422791A JPH0594374A JP H0594374 A JPH0594374 A JP H0594374A JP 3114227 A JP3114227 A JP 3114227A JP 11422791 A JP11422791 A JP 11422791A JP H0594374 A JPH0594374 A JP H0594374A
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Hideki Mizushina
秀樹 水科
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャッシュ・ミス時のデータ応答時間を短く
するキャッシュメモリ制御方式を提供する。 【構成】 ライトミスが発生したならば(S101)、
ライトミス対象アドレス(A)を取り出し(S10
2)、バスからリード要求が供給されたか否かを判断す
る(S103)。リード要求が供給されたならば、リー
ド要求アドレス(B)を取り出し(S105)、前記A
と前記Bが一致するか否かを判断し(S106)、一致
するならば他のCPUからのデータをモディファイ処理
し(S107)、リード要求元CPUへデータ応答を行
う(S108)。前記S103において無し及び前記S
106において不一致と判断された場合は、自CPUの
キャッシュメモリにデータを登録する(S104)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、内部にキャッシュメ
モリを備えるプロセッサモジュールが、スプリット方式
のバスに複数接続され、各プロセッサモジュールが主記
憶装置を共有しているマルチプロセッサシステムにおい
て、キャッシュ・ミス時のデータ応答時間を短縮するキ
ャッシュメモリ制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に示すようなシステムバス2
0に接続された主記憶装置30を複数のCPU1〜Nが
共有するようなマルチプロセッサシステムにおいて、性
能向上とバスアクセス頻度の低減を目的として、ストア
・イン方式のキャッシュメモリが採用されている。
【0003】バス方式としては、要求から応答までの
間、バスを占有せずに通信が行われるスプリット方式が
採用され、各CPU1〜Nのキャッシュメモリ間でのキ
ャッシュ・コヒーレンシが維持されるように管理されて
いる。
【0004】このような構成において、あるCPUが内
部のキャッシュメモリのデータを使用したい場合に、書
き替えたい所望のデータが無い場合(ライト・ミスと呼
ぶ)が発生した時には、図2に示すような処理を行って
いた。
【0005】つまり、システムバスにライト・ミス対象
アドレスとリード要求が出される(ステップ22)。次
にそのアドレスに対するデータの所有権を有する他のC
PU又は主記憶装置30からデータ応答があったか否か
を確認する(ステップ23)。データ応答を受信したな
らば、そのデータをモディファイ(書き替え)する(ス
テップ24)。モディファイして得られたデータは、自
CPUのキャッシュメモリに所有権のあるデータ(以
下、これをDirtyなデータと呼ぶ)として登録する
(ステップ25)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このような方法であっ
たため、例えばライト・ミス処理中に他のCPUから同
アドレス(ライト・ミス対象アドレス)に対するリード
要求が途中で自CPUに供給された場合、所望のデータ
をキャッシュメモリに登録した後に、再度リードして、
リード要求元CPUにリード応答しなければならないた
めに、リード要求したCPUに対するデータ応答時間が
長くなるという問題があった。
【0007】このようなことで、マルチプロセッサシス
テムの処理能力が充分に発揮されないという場合があっ
た。このためキャッシュ・ミス時(キャッシュメモリに
所望のデータが無い時)のデータ応答時間を短くする方
法が要請されていた。
【0008】この発明は、以上の課題に鑑み為されたも
のであり、その目的とするところは、キャッシュ・ミス
時のデータ応答時間を短くするキャッシュメモリ制御方
式を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上の目的
を達成するために、内部にキャッシュメモリを備えるプ
ロセッサモジュールが、スプリット方式のバスに複数接
続され、各プロセッサモジュールが主記憶装置を共有し
ているマルチプロセッサシステムにおいて、以下の特徴
的な各手段と方法によって改良した。
【0010】つまり、他のプロセッサモジュールからの
読出し要求の有無とその読出し要求対象アドレスを検出
して出力する読出し要求検出手段と、自キャッシュメモ
リに書き替えたい所望のデータが無いときに、このデー
タの対象アドレスと前記読出し要求対象アドレスとの一
致/不一致を検出する一致/不一致検出手段とを備え
て、自キャッシュメモリに書き替えたい所望のデータが
無いときに、前記読出し要求が有り、かつ前記2つのア
ドレスが一致したならば、自キャッシュメモリに他のプ
ロセッサモジュール又は主記憶装置からの受信データを
登録せずに、この受信したデータを書き替えて得られる
応答データを、読出し要求を発行したプロセッサモジュ
ールに即時に返し、前記他のプロセッサモジュールから
の読出し要求がなければ自キャッシュメモリに、前記他
のプロセッサモジュール又は主記憶装置から受信したデ
ータを書き替えて登録することを特徴とする。
【0011】
【作用】この発明によれば、キャッシュメモリに書き替
えたい所望のデータが無い場合が発生した後に、他のプ
ロセッサモジュールから読出し要求が供給された場合、
読出し要求対象のアドレスが、前記書き替えたい所望の
データが無い対象アドレスと一致するならば、バスから
の受信データをキャッシュメモリに登録せずに、他のプ
ロセッサモジュール又は主記憶装置からのデータを書き
替えて得られる応答データを、即時に読出し要求を発行
したプロセッサモジュールに返しているので、キャッシ
ュ・ミス時のデータ応答を短時間に行うことができる。
【0012】
【実施例】次にこの発明に係るキャッシュメモリ制御方
式の好適な一実施例を図面を用いて説明する。
【0013】図1は、このキャッシュメモリ制御方式の
処理フローチャートである。
【0014】この処理フローチャートを説明する前に、
図4のマルチプロセッサシステムの機能ブロック図を用
いて、この処理を実現するための機能を説明する。
【0015】図4は、基本的には従来の前記図3に示し
たシステム構成である。しかしながら、各CPUの構成
は同じであり、例えばCPU1は、命令を実行処理する
命令実行部(EPU)10と、EPU10とスプリット
方式のバス20側からの要求発生によって、キャッシュ
メモリの制御、EPU10への応答、バス20とのイン
ターフェース制御を行うキャッシュ制御部(CCU)1
1で構成されている。更にCCU11は、キャッシュメ
モリ112と、キャッシュメモリ制御部113と、バス
インターフェース部114とで構成されている。
【0016】キャッシュメモリ制御部113は、EPU
10によって制御され、例えばバスインターフェース部
114から供給されるリード要求有無信号RDRQとリ
ード要求対象アドレス(RDA0−31)と、ライト・
ミス対象アドレス(WTMA0−31)とから、キャッ
シュメモリ112を制御する。またバスインターフェー
ス部114とデータの授受などを行う。
【0017】バスインターフェース部14は、バス20
とのデータの授受を行い、例えば、他のCPUから発行
されたリード要求信号が供給されると、リード要求有無
信号(RDRQ)を1にし、更にリード要求対象アドレ
ス(RDA0−31)を検出して、キャッシュメモリ制
御部113に供給するなどを行い、バス20とキャッシ
ュメモリ制御部113との間のデータの授受を行う。
【0018】次に図1の処理フローチャートを説明す
る。
【0019】まずCPU1のキャッシュメモリ制御部1
13において、ライト・ミスが発生したか否かを判断す
る(ステップ101)。ライト・ミスが生じるとキャッ
シュメモリ制御部113は、ライト・ミス対象アドレス
(WTMA0−31)を取り出す(ステップ102)。
【0020】次にキャッシュメモリ制御部113は、バ
ス20から他のCPUが発行したリード要求が供給され
たか否かを監視する(ステップ103)。リード要求が
検出されなければキャッシュメモリ制御部113は、キ
ャッシュメモリ112にデータを登録する(ステップ1
04)。しかしながらバス20からバスインターフェー
ス部114にリード要求が供給されたならば、そのリー
ド要求に対してリード要求有無信号RDRQを1とし、
更にリード要求対象アドレス(RDA0−31)を取り
出して、キャッシュメモリ制御部113に供給する(ス
テップ105)。
【0021】次にキャッシュメモリ制御部113は、ラ
イト・ミス対象アドレス(WTMA0−31)と、バス
インターフェース部114から供給されたリード要求有
無信号(RDRQ)が論理『1』であることを確認し、
更にリード要求対象アドレス(RDA0−31)とライ
ト・ミス対象アドレス(WTMA0−31)が一致する
か否かを確認する(ステップ106)。リード要求有無
信号(RDRQ)が論理『1』で、更に前記2つのアド
レスが一致しないならば前記ステップ104に進み処理
する。しかしながらリード要求有無信号(RDRQ)が
論理『1』で、更に前記2つのアドレスが一致するなら
ば、キャッシュメモリ制御部113は他のCPUが発行
したデータをモディファイ処理する(ステップ10
7)。次にモディファイ処理で得られたデータを、キャ
ッシュメモリ112に登録することなく、バスインター
フェース部114、バス20を介して即時にリード要求
元CPUに応答出力する(ステップ108)。
【0022】このようにして、ライト・ミスが発生した
後に、他のCPUからリード要求が供給されたならば、
応答処理して終了する。
【0023】次に図5を用いて、キャッシュメモリ制御
部113を実現する具体的な回路例を説明する。この回
路は、図1に示した処理の内、ステップ106を論理回
路で実現した一つの例である。
【0024】ライト・ミス対象アドレス(WTMA0−
31)は、一致検出部分である例えばEx−NOR41
に供給され、他のCPUからバスインターフェース部1
14を介して供給されたリード要求対象アドレス(RD
A0−31)も、Ex−NOR41に供給される。Ex
−NOR41の出力は、AND42に供給され、更にバ
スインターフェース部114から供給されるリード要求
有無信号(RDRQ)もAND42に供給され、AND
42の出力として、一致/不一致検出用信号RDRES
が出力される。このRDRESの状態によって、前記図
1のステップ106において、ステップ107、ステッ
プ104のどちらに進むかを判断する。つまり例えばW
TMA0−31とRDA0−31が一致すると、Ex−
NOR41の出力は論理『1』となり、バスインタフェ
ース部114より、リード要求がありRDRQ=『1』
が供給されると、AND42の出力は論理『1』となっ
て、一致を示す。また論理『0』のときには、不一致を
示す。
【0025】以上の実施例によれば、自CPUにおいて
ライト・ミスが発生した場合に、他のCPUからのリー
ド要求が供給されると、従来のようにデータをキャッシ
ュメモリに一旦登録してからデータを読み出してリード
要求元CPUにデータ応答するのではなく、リード要求
対象アドレスとライト・ミス対象アドレスが一致する場
合は、キャッシュメモリ112にデータを登録すること
なく、他のCPUからのデータをモディファ処理して得
られるデータを即時にリード要求元CPUに応答出力さ
せているので、キャッシュ・ミス時の、他のCPUに対
するデータ応答時間を短縮させることができる。
【0026】以上の実施例の図5において、キャッシュ
メモリ制御部の処理の一部を論理回路で実現したが、プ
ログラムで同じことを実行させるようにしても良い。
【0027】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、リ
ード要求検出手段と、一致/不一致検出手段とを備え
て、自キャッシュメモリに書き替えたい所望のデータが
無い状態が生じたときに、読出し要求が有り、かつ前記
2つのアドレスの一致があったならば、自プロセッサモ
ジュールのキャッシュメモリに受信データを登録せず、
受信したデータを書き替えて得られる応答データを、読
出し要求を発行したプロセッサモジュールに即時に返し
ているので、キャッシュ・ミス時のデータ応答時間を短
縮することができる。
【0028】従ってマルチプロセッサシステムの処理能
力を充分に発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る一実施例のキャッシュメモリ制
御方式の処理フローチャートである。
【図2】従来例に係る処理フローチャートである。
【図3】従来例に係るシステムの機能ブロック図であ
る。
【図4】図1に係るシステムの機能ブロック図である。
【図5】図4に係るキャッシュメモリ制御部の回路図で
ある。
【符号の説明】
1〜N…CPU、10…EPU、11…CCU、112
…キャッシュメモリ、113…キャッシュメモリ制御
部、114…バスインターフェース部、20…バス、3
0…主記憶装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部にキャッシュメモリを備えるプロセ
    ッサモジュールが、スプリット方式のバスに複数接続さ
    れ、各プロセッサモジュールが主記憶装置を共有してい
    るマルチプロセッサシステムにおいて、 他のプロセッサモジュールからの読出し要求の有無とそ
    の読出し要求対象アドレスを検出して出力する読出し要
    求検出手段と、 自キャッシュメモリに書き替えたい所望のデータが無い
    ときに、このデータの対象アドレスと前記読出し要求対
    象アドレスとの一致/不一致を検出する一致/不一致検
    出手段とを備えて、 自キャッシュメモリに書き替えたい所望のデータが無い
    ときに、前記読出し要求が有り、かつ前記2つのアドレ
    スが一致したならば、自キャッシュメモリに他のプロセ
    ッサモジュール又は主記憶装置からの受信データを登録
    せずに、この受信したデータを書き替えて得られる応答
    データを、読出し要求を発行したプロセッサモジュール
    に即時に返し、前記他のプロセッサモジュールからの読
    出し要求がなければ自キャッシュメモリに、前記他のプ
    ロセッサモジュール又は主記憶装置から受信したデータ
    を書き替えて登録することを特徴とするキャッシュメモ
    リ制御方式。
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