JPH06110779A - Circuit and system for controlling cache memory access - Google Patents

Circuit and system for controlling cache memory access

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Publication number
JPH06110779A
JPH06110779A JP4261965A JP26196592A JPH06110779A JP H06110779 A JPH06110779 A JP H06110779A JP 4261965 A JP4261965 A JP 4261965A JP 26196592 A JP26196592 A JP 26196592A JP H06110779 A JPH06110779 A JP H06110779A
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JP
Japan
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cache
data
row address
access
row
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4261965A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Teruhisa Fujimoto
曜久 藤本
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH06110779A publication Critical patent/JPH06110779A/en
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a cache memory access control circuit which can improve total memory access speed and whose availability as a displaying memory is excellent by avoiding the generation of a cache miss hit at the time of data access. CONSTITUTION:The circuit can transfer data between a memory cell array 1 and the data part 2B of a cache memory 2 altogether through a parallel port. On the other hand, the access circuit 4 previously judges whether a next access becomes a hit or not from the contents of a register 4a and concerning access predicted to miss-hit, the access circuit 4 gives only a line address to a cache memory part before actual access. Following it, the access circuit 4 gives the line address and a column address to the cache memory part so as to surely hit at the time of actual access.

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、キャッシュメモリアク
セス制御回路およびキャッシュメモリアクセス制御方法
に係り、特に高速バスインタフェースを有するコンピュ
ータ機器において好適なキャッシュメモリアクセス制御
回路およびキャッシュメモリアクセス制御方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cache memory access control circuit and a cache memory access control method, and more particularly to a cache memory access control circuit and a cache memory access control method suitable for computer equipment having a high speed bus interface.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、メモリのアクセス速度を高め
るため、キャッシュメモリを主メモリとCPUなどの制
御回路との間にバスを介して接続し、キャッシュメモリ
からデータのアクセスを行う方式が多用されている。こ
の方式では、メモリアクセスを行うごとにタグ比較すな
わち入力アドレス中の行アドレスとキャッシュメモリに
記憶されたデータの行アドレスとの比較を行い、不一致
の場合(キャッシュミスヒットの場合)は、メモリから
目的のデータをアクセスすると同時にキャッシュメモリ
への行データの転送を行っていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to increase the memory access speed, a method has been widely used in which a cache memory is connected via a bus between a main memory and a control circuit such as a CPU and data is accessed from the cache memory. ing. In this method, tag comparison, that is, the row address in the input address and the row address of the data stored in the cache memory are performed each time the memory is accessed. At the same time that the target data was accessed, the row data was transferred to the cache memory.

【0003】ところで、近年、高速バスインタフェース
が考案されその利用範囲が広がりつつある。しかしなが
ら、この高速バスインタフェースを前記のキャッシュメ
モリと併用した場合、前記タグ比較時間やキャッシュミ
スヒット時のメモリアクセス時間がネックとなり、高速
バスインタフェースの性能を活かす上で十分なアクセス
速度が得られないと言う問題が発生する。そこで、バッ
ファメモリを内蔵したDRAMを用いる方式が採用され
ている。この方式は、例えば複数のバッファメモリを個
々のキャッシュデータ領域として、これらに連続する複
数の行データを記憶する方法である。この方式によれ
ば、最初のアクセスのみタグ比較を行ってヒットすれ
ば、次からはタグ比較無しで連続してデータをアクセス
できると言う利点を有する。
By the way, in recent years, a high-speed bus interface has been devised and its range of use is expanding. However, when this high-speed bus interface is used together with the above-mentioned cache memory, the tag comparison time or the memory access time at the time of a cache miss becomes a bottleneck, and a sufficient access speed cannot be obtained in utilizing the performance of the high-speed bus interface. The problem occurs. Therefore, a method using a DRAM having a built-in buffer memory is adopted. In this method, for example, a plurality of buffer memories are used as individual cache data areas and a plurality of continuous row data are stored therein. According to this method, if the tag comparison is performed only for the first access and there is a hit, it is possible to successively access the data from the next without tag comparison.

【0004】しかしながら、この方式では、例えばCP
U、表示コントローラ、グラフィックプロセッサなどの
複数の回路から同時にアクセスが行われた場合など、ミ
スヒットになる確率が高くなるいう問題がある。また、
画像メモリとしてこの方式を用いた場合、表示を乱さず
にデータをリードできる時間を保証することが難しいな
どの問題がある。
However, in this method, for example, CP
When a plurality of circuits such as U, display controller, and graphic processor are simultaneously accessed, there is a problem that the probability of a miss hit increases. Also,
When this system is used as an image memory, there is a problem that it is difficult to guarantee the time when data can be read without disturbing the display.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような課
題を解決するためのもので、データアクセス時のキャッ
シュミスヒットの発生を回避してトータル的なメモリア
クセス速度の向上を図ることができ、表示用メモリとし
ての利用性にも優れたキャッシュメモリアクセス制御回
路およびキャッシュメモリアクセス制御方法の提供を目
的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is intended to solve such a problem, and it is possible to improve the total memory access speed by avoiding the occurrence of a cache miss at the time of data access. It is an object of the present invention to provide a cache memory access control circuit and a cache memory access control method which are excellent in utility as a display memory.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明のキャッシュメモ
リアクセス制御回路は上記した目的を達成するために、
行と列のマトリックスで構成されたメモリセルアレイ
と、前記メモリセルアレイと列方向にパラレルポートを
通じて接続され、該メモリセルアレイとの間で行単位の
データをキャッシュデータとして一斉転送が可能なキャ
ッシュデータ記憶手段と、このキャッシュデータ記憶手
段に記憶されたキャッシュデータの行アドレスを記憶す
る行アドレス記憶手段と、行アドレスおよび列アドレス
を発生して前記キャッシュデータ記憶手段をアクセスす
るアクセス回路と、このアクセス回路より与えられた行
アドレスを前記行アドレス記憶手段に記憶された行アド
レスと比較する比較手段と、この比較手段の比較の結
果、行アドレスが一致した場合、一致した行アドレスに
対応するキャッシュデータ中の、前記アクセス回路より
与えられた列アドレスにより指定される部分のデータを
アクセスデータとして判定し、行アドレスが一致しない
場合、前記アクセス回路にこの旨を通知すると共に、前
記メモリセルアレイより該当する行データを前記パラレ
ルポートを通じて前記キャッシュデータ記憶手段に一斉
転送し、かつ前記行アドレス記憶手段の行アドレスを更
新する制御手段とを有してなるものである。
The cache memory access control circuit of the present invention achieves the above-mentioned object.
A memory cell array composed of a matrix of rows and columns, and cache data storage means connected to the memory cell array through a parallel port in the column direction and capable of performing batch transfer of row unit data as cache data between the memory cell array and the memory cell array. A row address storage means for storing a row address of the cache data stored in the cache data storage means; an access circuit for generating a row address and a column address to access the cache data storage means; When the row address stored in the row address storage means is compared with the comparison means for comparing the given row address with the row address stored in the row address storage means, if the row addresses match, the cache data corresponding to the matched row address , The column address given by the access circuit If the row address does not match, the access circuit is notified of this fact, and the corresponding row data is sent from the memory cell array through the parallel port to the cache data storage means. And a control means for updating the row address of the row address storage means.

【0007】また、アクセス回路は、前記行アドレス記
憶手段に記憶された行アドレスを記憶する記憶手段と、
この記憶手段に記憶された行アドレスを基に、次にアク
セスするデータが前記キャッシュデータ記憶手段に記憶
されているか否かを判断し、アクセスするデータが前記
キャッシュデータ記憶手段に記憶されていることを判断
した場合、前記比較手段および前記制御手段に行アドレ
スおよび列アドレスを転送し、前記アクセスするデータ
が前記キャッシュデータ記憶手段に記憶されていないこ
とを判断した場合、前記行アドレスのみを前記比較手段
に転送し、前記制御手段より行アドレス不一致の通知を
受けた後、行アドレスおよび列アドレスを前記比較手段
および前記制御手段に転送する手段とを有することを特
徴とするものである。
Further, the access circuit includes storage means for storing the row address stored in the row address storage means,
Based on the row address stored in the storage means, it is determined whether or not the data to be accessed next is stored in the cache data storage means, and the data to be accessed is stored in the cache data storage means. When it is determined that the row address and the column address are transferred to the comparison means and the control means, and when it is determined that the data to be accessed is not stored in the cache data storage means, only the row address is compared. Means for transferring the row address and the column address to the comparison means and the control means after receiving the notification of the row address mismatch from the control means.

【0008】また本発明のキャッシュメモリアクセス制
御方法は、行と列のマトリックスで構成されたメモリセ
ルアレイと、このメモリセルアレイと列方向にパラレル
ポートを通じて接続され、該メモリセルアレイとの間で
行単位のデータの一斉データ転送が可能なキャッシュデ
ータ記憶領域とを有するキャッシュメモリのアクセス制
御方法において、前記キャッシュメモリに対して次にア
クセスを行うデータが前記キャッシュデータ記憶領域に
記憶されているか否かをアクセス側にて判定する工程
と、次にアクセスを行うデータが前記キャッシュデータ
記憶領域に記憶されていないことがアクセス側にて判定
された場合、前記キャッシュメモリに行アドレスを転送
する工程と、転送された行アドレスに対するキャッシュ
ヒット/キャッシュミスヒットを判定する工程と、転送
された行アドレスに対してキャッシュミスヒットが判定
された場合、この行アドレスのデータを前記メモリセル
アレイから前記パラレルポートを通じて前記キャッシュ
データ記憶領域に一斉転送する工程と、前記メモリセル
アレイから前記キャッシュデータ記憶領域への行データ
の一斉転送後、アクセス側から前記キャッシュメモリに
前記キャッシュミスヒットが判定された行アドレスおよ
び列アドレスを転送する工程と、転送された行アドレス
に対してキャッシュヒットが判定された場合、一致した
行アドレスに対応するキャッシュデータ中の、前記列ア
ドレスにより指定される部分のデータをアクセスデータ
として判定する工程とを有している。
In the cache memory access control method of the present invention, a memory cell array composed of a matrix of rows and columns is connected to the memory cell array through parallel ports in the column direction, and a row unit is provided between the memory cell array and the memory cell array. In a method of controlling access to a cache memory having a cache data storage area capable of simultaneous data transfer, it is determined whether data to be accessed next to the cache memory is stored in the cache data storage area. Side, and a step of transferring the row address to the cache memory when the access side determines that the data to be accessed next is not stored in the cache data storage area. Cache hit / cache for different row addresses A step of determining a hit, and a step of simultaneously transferring the data of the row address from the memory cell array to the cache data storage area through the parallel port when a cache mishit is determined for the transferred row address, After batch transfer of the row data from the memory cell array to the cache data storage area, a step of transferring the row address and the column address for which the cache mishit is determined from the access side to the cache memory, and the transfer of the row address to the transferred row address. On the other hand, when a cache hit is determined, the step of determining, as access data, the data of the portion designated by the column address in the cache data corresponding to the matching row address.

【0009】[0009]

【作用】本発明は、アクセス回路より与えられた行アド
レスを行アドレス記憶手段に記憶された行アドレスと比
較し、比較の結果、行アドレスが一致した場合(ヒット
した場合)、一致した行アドレスに対応するキャッシュ
データ中の、アクセス回路より与えられた列アドレスに
より指定される部分のデータをアクセスデータとして判
定する。また、行アドレスが一致しない場合(ミスヒッ
トの場合)は、アクセス回路にこの旨を通知すると共
に、メモリセルアレイより該当する行データをパラレル
ポートを通じてキャッシュデータ記憶手段に一斉転送
し、かつ行アドレス記憶手段の行アドレスを更新する。
According to the present invention, the row address given from the access circuit is compared with the row address stored in the row address storage means, and if the row addresses match (hit) as a result of the comparison, the matched row address. The data in the portion designated by the column address given by the access circuit in the cache data corresponding to is determined as access data. When the row addresses do not match (in the case of a mishit), this is notified to the access circuit, and the corresponding row data is simultaneously transferred from the memory cell array to the cache data storage means through the parallel port and the row address storage is performed. Update the row address of the instrument.

【0010】一方、アクセス回路は、行アドレス記憶手
段に記憶された行アドレスを記憶する記憶手段を有し、
この記憶手段に記憶された行アドレスを基に、次にアク
セスするデータがキャッシュデータ記憶手段に記憶され
ているか否かを判断する。この結果、アクセスするデー
タがキャッシュデータ記憶手段に記憶されていることを
判断した場合は、実際にデータアクセスを行うべく、比
較手段および制御手段に行アドレスおよび列アドレスを
転送する。また、アクセスするデータがキャッシュデー
タ記憶手段に記憶されていないことを判断した場合は、
行アドレスのみを比較手段に転送し、この後、制御手段
からの行アドレス不一致の通知をアクセス回路が受けた
場合、転送した行アドレスおよび列アドレスを比較手段
および制御手段に転送して実際のアクセスを行う。
On the other hand, the access circuit has storage means for storing the row address stored in the row address storage means,
Based on the row address stored in this storage means, it is determined whether or not the data to be accessed next is stored in the cache data storage means. As a result, when it is determined that the data to be accessed is stored in the cache data storage means, the row address and the column address are transferred to the comparison means and the control means in order to actually perform the data access. If it is determined that the data to be accessed is not stored in the cache data storage means,
When only the row address is transferred to the comparing means, and then the access circuit receives the notification of the row address mismatch from the controlling means, the transferred row address and column address are transferred to the comparing means and the controlling means and the actual access is performed. I do.

【0011】すなわち、本発明は、メモリセルアレイと
キャッシュデータ記憶手段との間の行単位のデータ転送
をパラレルポートを通じて一斉に行えるよう構成し、ミ
スヒットが予想されるアクセスについては、実際のデー
タアクセスに先立ち、行アドレスだけを比較手段に送っ
てミスヒットを発生させ、実際のアクセスでは確実にヒ
ットするようにした。ここでメモリセルアレイとキャッ
シュデータ記憶手段との間のデータ転送は一斉に行われ
るので、アクセス回路は行アドレスを発生した後、極僅
かな時間を置いて行アドレスと列アドレスを含むアドレ
スを発生すればよく、しかもミスヒット時のキャッシュ
データの更新処理は前のアクセスによるデータ転送期間
中に行えるので、実質的にアクセス回路はすべてのアク
セスをほぼ同等な時間で処理することができる。よっ
て、高速バスインタフェースを採用した場合に、この高
速バスインタフェースの性能を発揮する上で必要なメモ
リアクセスタイムを確保することも可能になる。また、
表示用メモリとして本発明を用いた場合、表示を乱さず
に表示データを連続して高速に読み出すことが可能にな
る。
That is, the present invention is configured so that row-wise data transfer between the memory cell array and the cache data storage means can be performed simultaneously through the parallel port. Prior to the above, only the row address was sent to the comparison means to cause a mishit, so that the hit was definitely made in the actual access. Here, since the data transfer between the memory cell array and the cache data storage means is performed all at once, the access circuit generates a row address and then generates an address including a row address and a column address after a very short time. Moreover, since the cache data update process at the time of a miss can be performed during the data transfer period by the previous access, the access circuit can process all accesses in substantially the same time. Therefore, when the high-speed bus interface is adopted, it is possible to secure the memory access time necessary for exhibiting the performance of the high-speed bus interface. Also,
When the present invention is used as a display memory, display data can be continuously read out at high speed without disturbing the display.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0013】図1は本発明に係る一実施例のキャッシュ
メモリアクセス制御回路の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a cache memory access control circuit according to an embodiment of the present invention.

【0014】同図において、1は行と列のマトリックス
で構成されたメモリセルアレイである。このメモリセル
アレイ1は行単位のデータのアクセスと、行列指定によ
るメモリセル単位のデータアクセスが可能とされてい
る。2はキャッシュメモリである。このキャッシュメモ
リ2は、行アドレスを保持するタグ部2Aと、このタグ
部2Aに対応する行単位のキャッシュデータを保持する
データ部2Bと、このデータ部2B内のキャッシュデー
タが有効か否かを示すバリッドビット部2Cとからな
る。上述したメモリセルアレイ1とキャッシュメモリ2
内のデータ部2Bとは、メモリセルアレイ1の1行分の
データを一斉にキャッシュメモリ2内のデータ部2Bに
転送することができるようパラレルポートを通じて接続
されている。また3は行アドレスラッチであり、キャッ
シュメモリ2に対してアクセスを行う例えばCPUなど
のアクセス回路4より与えられた行アドレスを一時的に
保持する。5はデコーダであり、アドレスラッチ3に保
持された行アドレスをデコードしてメモリセルアレイ1
に対してアクセスをかける行を指定する。6は列アドレ
スラッチであり、アクセス回路4より与えられた列アド
レスを一時的に保持する。7は行アドレスラッチ3に保
持された行アドレスとキャッシュメモリ2内のタグ部2
Aに記憶された行アドレスとを比較して、ヒット/ミス
ヒットを判断するコンパレータである。そして8はイン
タフェース回路であり、キャッシュメモリ2とアクセス
回路4とのインタフェース制御等を行う。以上、アクセ
ス回路4を除く各構成部により、本実施例のキャッシュ
メモリアクセス制御回路におけるキャッシュメモリ部が
構成されている。
In the figure, reference numeral 1 is a memory cell array composed of a matrix of rows and columns. The memory cell array 1 is capable of row-based data access and memory cell-based data access by matrix designation. 2 is a cache memory. The cache memory 2 includes a tag unit 2A for holding a row address, a data unit 2B for holding cache data in units of lines corresponding to the tag unit 2A, and whether or not cache data in the data unit 2B is valid. The valid bit portion 2C shown in FIG. Memory cell array 1 and cache memory 2 described above
The data section 2B in the memory cell array 1 is connected to the data section 2B in the cache memory 2 through the parallel port so that data for one row of the memory cell array 1 can be simultaneously transferred. A row address latch 3 temporarily holds a row address given by an access circuit 4 such as a CPU for accessing the cache memory 2. A decoder 5 decodes the row address held in the address latch 3 to decode the memory cell array 1
Specify the line to access. A column address latch 6 temporarily holds the column address given by the access circuit 4. Reference numeral 7 denotes a row address held in the row address latch 3 and the tag unit 2 in the cache memory 2.
It is a comparator for judging hit / miss hit by comparing with the row address stored in A. An interface circuit 8 controls the interface between the cache memory 2 and the access circuit 4. As described above, the cache memory unit in the cache memory access control circuit according to the present embodiment is configured by the components other than the access circuit 4.

【0015】また、アクセス回路4は、キャッシュメモ
リ2内のタグ部2Aに記憶された行アドレスと同じ行ア
ドレスを保持するためのレジスタ4aを有している。
The access circuit 4 also has a register 4a for holding the same row address as the row address stored in the tag section 2A in the cache memory 2.

【0016】次に本実施例のキャッシュメモリアクセス
制御回路の動作を図2乃至図4を参照しつつ説明する。
なお、図2はこの動作における各信号のそれぞれのタイ
ミングを示す図、図3はアクセス回路4側の動作を示す
フローチャート、図4はキャッシュメモリ部側の動作を
示すフローチャートである。
Next, the operation of the cache memory access control circuit of this embodiment will be described with reference to FIGS.
2 is a diagram showing the timing of each signal in this operation, FIG. 3 is a flowchart showing the operation on the side of the access circuit 4, and FIG. 4 is a flowchart showing the operation on the side of the cache memory unit.

【0017】電源投入直後のアクセス回路4内のレジス
タ4aには行アドレスが保持されていないものとする。
図2の(a)に示すように、最初のメモリアクセスを行
うとき(ステップ301)、アクセス回路4は行アドレ
スのみをキャッシュメモリ部に与える(ステップ30
2)。
It is assumed that the row address is not held in the register 4a in the access circuit 4 immediately after the power is turned on.
As shown in FIG. 2A, when the first memory access is performed (step 301), the access circuit 4 gives only the row address to the cache memory section (step 30).
2).

【0018】アクセス回路4より与えられた行アドレス
は、RAS(ROW ADDRESS STROVE)信号の立ち下がりで
行アドレスラッチ3にラッチされる。行アドレスラッチ
3に行アドレスがラッチされると(ステップ401)、
この行アドレスとキャッシュメモリ2内のタグ部2Aに
記憶された行アドレスとがコンパレータ7にて比較され
る(ステップ402)。最初の比較では、キャッシュメ
モリ2にキャッシュデータが存在しないためミスヒット
が判定されることになる。
The row address given by the access circuit 4 is latched in the row address latch 3 at the falling edge of the RAS (ROW ADDRESS STROVE) signal. When the row address is latched in the row address latch 3 (step 401),
The row address and the row address stored in the tag unit 2A in the cache memory 2 are compared by the comparator 7 (step 402). In the first comparison, since there is no cache data in the cache memory 2, a mishit is determined.

【0019】ミスヒットが判定されると、インタフェー
ス回路8はアクセス回路4にミスヒットを知らせるNA
CK(NOT ACKNOWLEDGE)信号を送る(ステップ40
3)。アクセス回路4はこのNACK信号を入力すると
(ステップ303)、今回ミスヒットが判定された行ア
ドレスをレジスタ4a内に記憶する(ステップ30
4)。またインタフェース回路8は、ミスヒットを判断
すると、デコーダ5より得た行アドレスのデコード情報
を基に、目的の行アドレスのデータをメモリセルアレイ
1からパラレルポートを通じてキャッシュメモリ2のデ
ータ部2Bにキャッシュデータとして一斉転送する。同
時に、キャッシュデータを記憶したデータ部2Bに対応
するタグ部2Aにその行アドレスを登録し、バリッドビ
ット部2Cにキャッシュデータが有効であることを示す
値のビットをセットする(ステップ404)。
When the mishit is determined, the interface circuit 8 informs the access circuit 4 of the mishit.
Send CK (NOT ACKNOWLEDGE) signal (step 40
3). When the access circuit 4 receives this NACK signal (step 303), it stores the row address for which the mishit has been determined this time in the register 4a (step 30).
4). When the interface circuit 8 determines a mishit, the data of the target row address is cached in the data section 2B of the cache memory 2 from the memory cell array 1 through the parallel port based on the decode information of the row address obtained from the decoder 5. As a batch transfer. At the same time, the row address is registered in the tag section 2A corresponding to the data section 2B storing the cache data, and a bit having a value indicating that the cache data is valid is set in the valid bit section 2C (step 404).

【0020】そしてメモリセルアレイ1からキャッシュ
メモリ2へのデータ一斉転送終了後、アクセス回路4は
今回ミスヒットとなった行アドレスに列アドレスを加え
たアドレスを発生する(ステップ305)。
After the data transfer from the memory cell array 1 to the cache memory 2 is completed, the access circuit 4 generates an address obtained by adding the column address to the row address which is a hit this time (step 305).

【0021】このとき既に、キャッシュメモリ2のタグ
部2Aに同じ行アドレスが記憶されていることから、コ
ンパレータ7にてヒットが判断される。ヒットが判定さ
れると、インタフェース回路8はアクセス回路4にヒッ
トしたことを知らせるACK(ACKNOWLEDGE)信号を送る
(ステップ405)。
At this time, since the same row address has already been stored in the tag portion 2A of the cache memory 2, the hit is judged by the comparator 7. If a hit is determined, the interface circuit 8 sends an ACK (ACKNOWLEDGE) signal to the access circuit 4 to inform the access circuit 4 (step 405).

【0022】一方、アクセス回路4から与えられたアド
レス中の列アドレスは列アドレスラッチ6でラッチされ
てインタフェース回路8に入力される。これにより行ア
ドレスの一致したデータ部2Bに記憶されたキャッシュ
データ中の目的の列のデータがアクセスデータとしてリ
ードされ(ステップ406)、リードされたデータはイ
ンタフェース部8を通じてアクセス回路4に転送される
(ステップ407)。このデータ転送の間、アクセス回
路4は、次にアクセスするデータがキャッシュメモリ2
のデータ部2Bに記憶されているか否かをレジスタ4a
の内容から判断する(ステップ301)。
On the other hand, the column address in the address given from the access circuit 4 is latched by the column address latch 6 and input to the interface circuit 8. As a result, the data of the target column in the cache data stored in the data section 2B having the matching row address is read as access data (step 406), and the read data is transferred to the access circuit 4 through the interface section 8. (Step 407). During this data transfer, the access circuit 4 determines that the next data to be accessed is the cache memory 2.
Register 4a for determining whether or not it is stored in the data section 2B of
Judging from the contents of (step 301).

【0023】そして、目的のデータがキャッシュメモリ
2のデータ部2Bに記憶されていることを判断した場
合、アクセス回路4は、行アドレスおよび列アドレスを
含むアドレスを発生してキャッシュメモリ部に転送する
(ステップ305)。
When it is determined that the target data is stored in the data section 2B of the cache memory 2, the access circuit 4 generates an address including a row address and a column address and transfers it to the cache memory section. (Step 305).

【0024】また、目的のデータがキャッシュメモリ2
のデータ部2Bに記憶されていないことを判断した場
合、アクセス回路4は図2の(b)に示すように、先に
説明した動作と同様、行アドレスのみをキャッシュメモ
リ部に転送して(ステップ302)、コンパレータ7に
てミスヒットを発生させ、目的の行アドレスのデータを
メモリセルアレイ1からパラレルポートを通じてキャッ
シュメモリ2のデータ部2Bに一斉転送させる。同時
に、対応するタグ部2Aにその行アドレスを登録し、バ
リッドビット部2Cにデータが有効であることを示す値
のビットをセットする(ステップ404)。
The target data is the cache memory 2.
When it is determined that the data is not stored in the data section 2B of the access circuit 4, the access circuit 4 transfers only the row address to the cache memory section as in the operation described above, as shown in (b) of FIG. At step 302), a mishit is generated in the comparator 7, and the data of the target row address is transferred all at once from the memory cell array 1 to the data section 2B of the cache memory 2 through the parallel port. At the same time, the row address is registered in the corresponding tag portion 2A, and a bit having a value indicating that the data is valid is set in the valid bit portion 2C (step 404).

【0025】この後、アクセス回路4は今回ミスヒット
なった行アドレスをレジスタ4a内に記憶し(ステップ
304)、続いてこのミスヒットとなった行アドレスと
列アドレスを含むアドレスをキャッシュメモリ部に転送
する(ステップ305)。
After this, the access circuit 4 stores the row address which is a hit this time in the register 4a (step 304), and subsequently, the address including the row address and the column address which is this hit is stored in the cache memory unit. Transfer (step 305).

【0026】キャッシュメモリ2が一旦埋まった後は、
LRU(Least Recently Used)などのアルゴリズムに従
ってデータ更新が行われる。すなわち、キャッシュメモ
リ2に新たな行データを転送する前にアクセス頻度の最
も低い行データが消去されて、その領域に新たなキャッ
シュデータが記憶される。したがって、この場合、アク
セス回路4内のレジスタ4aの内容もこれと追従させる
ために、アクセス回路4は同じアルゴリズムを使ってレ
ジスタ4aの内容更新を行う。例えば、アクセス回路4
よりヒットすることを予想して転送されたアドレス(行
アドレス)に対して、ミスヒットが判定された場合、レ
ジスタ4a内でアクセス頻度が最も低い行アドレスを消
去し、そこに今回ミスヒットとなった新たな行アドレス
を登録する。 キャッシュメモリ2のデータ部2Bにデ
ータをライトする場合も同様に、アクセス回路4はレジ
スタ4aに保持された行アドレスを基に、キャッシュメ
モリ2のデータ部2Bに現在、書き替えたい部分のキャ
ッシュデータが記憶されているかどうかを判断する。そ
して、記憶されていなければ、アクセス前に行アドレス
のみを発生して目的の行データをメモリセルアレイ1か
らキャッシュメモリ2のデータ部2Bに一斉転送させ
る。この後、行アドレスおよび列アドレスをキャッシュ
メモリ部に与えると共に、ライトデータをキャッシュメ
モリ部に転送して、キャッシュメモリ2内の該当する行
アドレスのデータの書き替えを行う。データを書き替え
た後、新しいデータがメモリセルアレイ1からキャッシ
ュメモリ2に転送される前に、書き替えたデータをメモ
リセルアレイ1に戻す。
After the cache memory 2 is once filled,
Data is updated according to an algorithm such as LRU (Least Recently Used). That is, the row data having the lowest access frequency is erased before the new row data is transferred to the cache memory 2, and the new cache data is stored in the area. Therefore, in this case, the access circuit 4 updates the content of the register 4a using the same algorithm in order to make the content of the register 4a in the access circuit 4 follow this. For example, access circuit 4
If a mishit is determined for the transferred address (row address) in anticipation of a more hit, the row address with the lowest access frequency is erased in the register 4a, and this time there is a mishit. Register a new row address. Similarly, when writing data to the data portion 2B of the cache memory 2, the access circuit 4 similarly writes the cache data of the portion to be rewritten in the data portion 2B of the cache memory 2 based on the row address held in the register 4a. Determine whether is stored. If not stored, only the row address is generated before the access and the target row data is transferred from the memory cell array 1 to the data section 2B of the cache memory 2 all at once. After that, the row address and the column address are given to the cache memory unit, the write data is transferred to the cache memory unit, and the data of the corresponding row address in the cache memory 2 is rewritten. After rewriting the data, before the new data is transferred from the memory cell array 1 to the cache memory 2, the rewritten data is returned to the memory cell array 1.

【0027】以上説明したように本実施例のキャッシュ
メモリアクセス制御回路は、メモリセルアレイ1とキャ
ッシュメモリ2のデータ部2Bとの間のデータ転送をパ
ラレルポートを通じて一斉に行えるようにした。加え
て、ミスヒットが予想されるアクセスについては実際に
アクセスを行う前に行アドレスだけをアクセス回路4か
らキャッシュメモリ部に与えてミスヒットを発生させ、
続いて行アドレスおよび列アドレスをキャッシュメモリ
部に与えることにより、実際のアクセスでは確実にヒッ
トするようにした。ここでメモリセルアレイ1とキャッ
シュメモリ2のデータ部2Bとの間のデータ転送は一斉
に行われるので、アクセス回路4は行アドレスを発生し
た後、極僅かな時間を置いて行アドレスと列アドレスを
発生すればよく、しかもミスヒット時のキャッシュデー
タの更新処理は前のアクセスによるデータ転送期間中に
行えるので、実質的にアクセス回路4はキャッシュメモ
リ2に対するすべてのアクセスをほぼ同等な時間で処理
することができる。よって、高速バスインタフェースを
採用した場合に、この高速バスインタフェースの性能を
発揮する上で必要なメモリアクセスタイムを確保するこ
とも可能になる。
As described above, the cache memory access control circuit of this embodiment is designed so that data transfer between the memory cell array 1 and the data section 2B of the cache memory 2 can be performed simultaneously through the parallel port. In addition, regarding an access in which a mishit is expected, only a row address is given from the access circuit 4 to the cache memory unit before the actual access to cause a mishit.
Then, the row address and the column address are given to the cache memory section so that the actual access is surely hit. Here, since the data transfer between the memory cell array 1 and the data section 2B of the cache memory 2 is performed all at once, the access circuit 4 generates a row address and then, after a very short time, outputs the row address and the column address. It suffices if it occurs, and since the cache data update processing at the time of a miss can be performed during the data transfer period by the previous access, the access circuit 4 processes all accesses to the cache memory 2 in substantially the same time. be able to. Therefore, when the high-speed bus interface is adopted, it is possible to secure the memory access time necessary for exhibiting the performance of the high-speed bus interface.

【0028】また本実施例のキャッシュメモリ2から表
示データをリードする場合は、水平帰線期間中にメモリ
セルアレイ1から必要な表示データをキャッシュメモリ
2のデータ部2Bに転送するようキャッシュデータの更
新を行えばよい。これにより、表示を乱さず表示データ
を高速に読み出すことができる。
When the display data is read from the cache memory 2 of this embodiment, the cache data is updated so that the necessary display data is transferred from the memory cell array 1 to the data section 2B of the cache memory 2 during the horizontal blanking period. Should be done. As a result, display data can be read at high speed without disturbing the display.

【0029】またこの場合、キャッシュメモリ2の特定
領域を表示データ専用の記憶領域として定め、表示デー
タリード以外のメモリアクセスでこの専用記憶領域の表
示データが消去されないようLRUの制御を行うことに
より、表示データの連続した読み出しに必要な時間をよ
り確実に保証できるようになる。
Further, in this case, a specific area of the cache memory 2 is defined as a storage area dedicated to the display data, and the LRU is controlled so that the display data in the dedicated storage area is not erased by a memory access other than the display data read. The time required for continuous reading of the display data can be more surely guaranteed.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように本発明のキャッシュ
メモリアクセス制御回路およびキャッシュメモリアクセ
ス制御方法によれば、データアクセス時のキャッシュミ
スヒットの発生を回避してトータル的なメモリアクセス
速度の向上を図ることができる。また、表示用メモリと
して本発明を用いた場合、表示を乱さずに表示データを
連続して高速に読み出すことが可能になる。
As described above, according to the cache memory access control circuit and the cache memory access control method of the present invention, the occurrence of a cache mishit at the time of data access is avoided and the total memory access speed is improved. Can be planned. Further, when the present invention is used as the display memory, the display data can be continuously read out at high speed without disturbing the display.

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

【図1】本発明に係る一実施例のキャッシュメモリアク
セス制御回路の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a cache memory access control circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のキャッシュメモリアクセス制御回路の動
作を説明するための各信号のタイミングを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing the timing of each signal for explaining the operation of the cache memory access control circuit of FIG.

【図3】アクセス回路の動作の手順を示すフローチャー
トである。
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of operation of an access circuit.

【図4】キャッシュメモリ部の動作の手順を示すフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of an operation of a cache memory unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…メモリセルアレイ、2…キャッシュメモリ、2A…
タグ部、2B…データ部、2C…バリッドビット部、3
…行アドレスラッチ、4…アクセス回路(CPU)、4
a…レジスタ、5…デコーダ、6…列アドレスラッチ、
7…コンパレータ、8…インタフェース回路。
1 ... Memory cell array, 2 ... Cache memory, 2A ...
Tag part, 2B ... Data part, 2C ... Valid bit part, 3
... row address latch, 4 ... access circuit (CPU), 4
a ... register, 5 ... decoder, 6 ... column address latch,
7 ... Comparator, 8 ... Interface circuit.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 行と列のマトリックスで構成されたメモ
リセルアレイと、 前記メモリセルアレイと列方向にパラレルポートを通じ
て接続され、該メモリセルアレイとの間で行単位のデー
タをキャッシュデータとして一斉転送が可能なキャッシ
ュデータ記憶手段と、 このキャッシュデータ記憶手段に記憶されたキャッシュ
データの行アドレスを記憶する行アドレス記憶手段と、 行アドレスおよび列アドレスを発生して前記キャッシュ
データ記憶手段をアクセスするアクセス回路と、 このアクセス回路より与えられた行アドレスを前記行ア
ドレス記憶手段に記憶された行アドレスと比較する比較
手段と、 この比較手段の比較の結果、行アドレスが一致した場
合、一致した行アドレスに対応するキャッシュデータ中
の、前記アクセス回路より与えられた列アドレスにより
指定される部分のデータをアクセスデータとして判定
し、行アドレスが一致しない場合、前記アクセス回路に
この旨を通知すると共に、前記メモリセルアレイより該
当する行データを前記パラレルポートを通じて前記キャ
ッシュデータ記憶手段に一斉転送し、かつ前記行アドレ
ス記憶手段の行アドレスを更新する制御手段とを有する
ことを特徴とするキャッシュメモリアクセス制御回路。
1. A memory cell array composed of a matrix of rows and columns, and connected to the memory cell array through a parallel port in the column direction, and row-by-row data can be simultaneously transferred to the memory cell array as cache data. Cache data storage means, a row address storage means for storing a row address of cache data stored in the cache data storage means, and an access circuit for generating a row address and a column address to access the cache data storage means. Comparing means for comparing the row address given by the access circuit with the row address stored in the row address storage means, and if the row addresses match as a result of the comparison by the comparing means, the row address corresponds to the matched row address. Given from the access circuit in the cache data If the row address does not match, the access circuit is notified of this fact, and the corresponding row data is sent from the memory cell array through the parallel port. A cache memory access control circuit, comprising: a control means for performing simultaneous transfer to the cache data storage means and updating the row address of the row address storage means.
【請求項2】 請求項1記載のキャッシュメモリアクセ
ス制御回路において、 前記アクセス回路は、 前記行アドレス記憶手段に記憶された行アドレスを記憶
する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された行アドレスを基に、次にアク
セスするデータが前記キャッシュデータ記憶手段に記憶
されているか否かを判断し、アクセスするデータが前記
キャッシュデータ記憶手段に記憶されていることを判断
した場合、前記比較手段および前記制御手段に行アドレ
スおよび列アドレスを転送し、前記アクセスするデータ
が前記キャッシュデータ記憶手段に記憶されていないこ
とを判断した場合、前記行アドレスのみを前記比較手段
に転送し、前記制御手段より行アドレス不一致の通知を
受けた後、行アドレスおよび列アドレスを前記比較手段
および前記制御手段に転送する手段とを有することを特
徴とするキャッシュメモリアクセス制御回路。
2. The cache memory access control circuit according to claim 1, wherein the access circuit stores a row address stored in the row address storage means, and a row address stored in the storage means. On the basis of the above, it is determined whether the data to be accessed next is stored in the cache data storage means, and if it is determined that the data to be accessed is stored in the cache data storage means, the comparison means and the When the row address and the column address are transferred to the control means and it is determined that the data to be accessed is not stored in the cache data storage means, only the row address is transferred to the comparison means, and the row data is transferred from the control means. After receiving the notification of the address mismatch, the row address and the column address are compared with the comparison means and the column address. A cache memory access control circuit having means for transferring to a control means.
【請求項3】 行と列のマトリックスで構成されたメモ
リセルアレイと、このメモリセルアレイと列方向にパラ
レルポートを通じて接続され、該メモリセルアレイとの
間で行単位のデータの一斉データ転送が可能なキャッシ
ュデータ記憶領域とを有するキャッシュメモリのアクセ
ス制御方法において、 前記キャッシュメモリに対して次にアクセスを行うデー
タが前記キャッシュデータ記憶領域に記憶されているか
否かをアクセス側にて判定する工程と、 次にアクセスを行うデータが前記キャッシュデータ記憶
領域に記憶されていないことがアクセス側にて判定され
た場合、前記キャッシュメモリに行アドレスを転送する
工程と、 転送された行アドレスに対するキャッシュヒット/キャ
ッシュミスヒットを判定する工程と、 転送された行アドレスに対してキャッシュミスヒットが
判定された場合、この行アドレスのデータを前記メモリ
セルアレイから前記パラレルポートを通じて前記キャッ
シュデータ記憶領域に一斉転送する工程と、 前記メモリセルアレイから前記キャッシュデータ記憶領
域への行データの一斉転送後、アクセス側から前記キャ
ッシュメモリに前記キャッシュミスヒットが判定された
行アドレスおよび列アドレスを転送する工程と、 転送された行アドレスに対してキャッシュヒットが判定
された場合、一致した行アドレスに対応するキャッシュ
データ中の、前記列アドレスにより指定される部分のデ
ータをアクセスデータとして判定する工程とを有するこ
とを特徴とするキャッシュメモリアクセス制御方法。
3. A memory cell array composed of a matrix of rows and columns, and a cache which is connected to the memory cell array through a parallel port in the column direction and is capable of performing simultaneous data transfer in units of rows with the memory cell array. In a method of controlling access to a cache memory having a data storage area, a step of determining on the access side whether or not data to be accessed next to the cache memory is stored in the cache data storage area, When the access side determines that the data to be accessed to the memory is not stored in the cache data storage area, a step of transferring a row address to the cache memory, and a cache hit / cache miss for the transferred row address The process of determining the hit and the transferred row add If a cache miss hit is determined for the cache memory, a step of simultaneously transferring the data of the row address from the memory cell array to the cache data storage area through the parallel port, and transferring from the memory cell array to the cache data storage area After the batch transfer of the row data, the step of transferring the row address and the column address for which the cache mishit has been determined from the access side to the cache memory, and the case where a cache hit has been determined for the transferred row address, match And a step of determining data of a portion designated by the column address in the cache data corresponding to the row address as the access data.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6473836B1 (en) 1999-05-27 2002-10-29 Fujitsu Limited Computing system and cache memory control apparatus controlling prefetch in hierarchical cache memories

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6473836B1 (en) 1999-05-27 2002-10-29 Fujitsu Limited Computing system and cache memory control apparatus controlling prefetch in hierarchical cache memories

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