JPH06110783A - キャッシュメモリ装置 - Google Patents

キャッシュメモリ装置

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JPH06110783A
JPH06110783A JP4259854A JP25985492A JPH06110783A JP H06110783 A JPH06110783 A JP H06110783A JP 4259854 A JP4259854 A JP 4259854A JP 25985492 A JP25985492 A JP 25985492A JP H06110783 A JPH06110783 A JP H06110783A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
memory
error
parity
cache
Prior art date
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Pending
Application number
JP4259854A
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English (en)
Inventor
Toshiyuki Hiraki
俊行 平木
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 データ誤り検出機能を備えたキャッシュメモ
リ装置において、キャッシュヒット時に検出されたデー
タ誤りの発生原因がソフトエラーの場合は中央処理装置
へデータを転送して装置の利用効率を高める。 【構成】 キャッシュヒット時、データメモリ5から読
み出したデータの誤りがパリティチェック回路13で検出
された場合、このデータと同一のデータを主メモリから
読み出してパリティ生成回路12で生成したパリティビッ
トとともにデータメモリ5の該当位置に再度格納する一
方、主メモリから読み出したデータ及び生成されたパリ
ティビットを冗長バッファ20に格納し、データメモリ5
に再度格納したデータ及びパリティビットと冗長バッフ
ァ20に格納したデータ及びパリティビットとをキャッシ
ュミス判定用のコンパレータ9で比較し、比較結果が一
致したソフトエラーの場合のみ、データメモリ5に再度
格納したデータをMPU に転送する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パリティビット等のデ
ータエラー検出機能を備えたキャッシュメモリ装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】図2はキャッシュメモリを備えたマイク
ロコンピュータの概略構成を示すブロック図であって、
図中、1はMPU 2と主メモリ3との中間に配され、主メ
モリ3が記憶するデータのうち、最近アクセスされたデ
ータを一時的に記憶することにより、読み出しの都度、
システムバス4を介して主メモリ3にアクセスする必要
をなくしてMPU 2によるデータ読み出し速度を高速化す
るキャッシュメモリである。
【0003】図3は従来のキャッシュメモリの構成を示
すブロック図である。MPU 2によって主メモリ3から読
み出されたデータは、読み出されたデータから後述する
パリティ生成回路12により生成されるパリティビットP
とともにデータメモリ5に記憶され、主メモリ3におけ
るデータ記憶位置を示すアドレス6のうち上位のタグア
ドレス6aがデータメモリ5内のデータ記憶位置に対応す
る位置のタグメモリ7に記憶される。エントリデコーダ
8はアドレス6の下位のエントリアドレス6bをデコード
してデータメモリ5及びタグメモリ7のエントリ位置を
指定する。
【0004】コンパレータ9は、タグメモリ7内のタグ
アドレスと、読み出すべきデータのアドレス6のタグア
ドレス6bとを比較し、一致(キャッシュヒット)/不一
致(キャッシュミス)に応じた信号をヒット信号出力制
御回路15へ出力する。ヒット信号出力制御回路15は、後
述するパリティエラー信号14に制御されて外部へのヒッ
ト信号10の出力・非出力を制御する。
【0005】パリティ回路11は、パリティビットを生成
するパリティ生成回路12及びデータメモリ5からのデー
タ読み出し時にパリティ生成回路12が生成したパリティ
ビットとデータメモリ5内のパリティビットPとを比較
してデータエラーをチェックするパリティチェック回路
13から構成され、パリティチェック回路13のチェックの
結果パリティエラーの場合にパリティーエラー信号14を
ヒット信号出力制御回路15及び外部に出力する。
【0006】以上のような構成のキャッシュメモリのリ
ード時における動作について説明する。リード時、MPU
2はまずキャッシュメモリ1をアクセスする。キャッシ
ュメモリ1は、読み出しデータのアドレス6のタグアド
レス6aに一致するタグアドレスがタグメモリ7内に存在
するか否かを調べる。エントリデコーダ8はMPU 2から
入力されたアドレス6のうちのエントリアドレス6bをデ
コードしてタグメモリ7及びデータメモリ5のエントリ
位置を指定する。
【0007】コンパレータ9は、指定されたエントリ位
置のタグメモリ7内のタグアドレスと入力されたアドレ
ス6のタグアドレス6aとを比較し、比較結果が不一致
(キャッシュミス)の場合、MPU 2は主メモリ3をアク
セスしてデータを読み出す。主メモリ3より読み出され
たデータはシステムバス4を介してMPU 2へ転送される
と同時にキャッシュメモリ1内のデータメモリ5に書き
込まれる。この時、データメモリ5に書き込まれたデー
タからパリティ生成回路12がパリティビットPを生成
し、データメモリ5の対応する格納位置にその値が書き
込まれる。
【0008】コンパレータ9によるタグアドレスの比較
結果が一致(キャッシュヒット)した場合はエントリデ
コーダ8が指定するエントリ位置のデータメモリ5のデ
ータ及びパリティビットPが読み出される。パリティ生
成回路12は読み出されたデータから新たにパリティビッ
トを生成し、パリティチェック回路13はパリティ生成回
路12が生成したパリティビットとデータメモリ5から読
み出されたパリティビットPとを比較する。パリティビ
ットの比較結果が一致した場合はデータメモリ5から読
み出されたデータをMPU 2へ転送してリード動作を終了
する。
【0009】パリティチェック回路13によるパリティビ
ットの比較結果が不一致の場合はパリティ回路11から外
部及びヒット信号出力制御回路15にパリティエラー信号
14を出力してMPU 2にパリティエラーが発生したことを
知らせるとともに、ヒット信号出力制御回路15はキャッ
シュヒットの結果コンパレータ9から出力されたヒット
信号10が外部へ出力されないように制御する。
【0010】パリティエラー信号14を受けたMPU 2は主
メモリ3にアクセスし、MPU 2は主メモリ3をアクセス
してデータを読み出す。前述のキャッシュミスの場合と
同様に、主メモリ3より読み出されたデータはシステム
バス4を介してMPU 2へ転送されると同時にキャッシュ
メモリ1内のデータメモリ5に書き込まれ、この時、デ
ータメモリ5に書き込まれたデータからパリティ生成回
路12がパリティビットPを生成し、データメモリ5の対
応する格納位置にその値が書き込まれる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】従来のキャッシュメモ
リは以上のようであるので、データメモリ,パリティビ
ットに生じた散発的なソフトエラーによりパリティエラ
ーが発生したのか又は固定的なハードエラーによりパリ
ティエラーが発生したのかを区別できず、散発的なソフ
トエラーによるパリティエラー発生であって、再度読み
出しを行えば復帰する場合でもキャッシュミス時と同じ
動作を行うのでヒット率が低下する。また、これらを区
別するには、テスタによってデータメモリ,パリティビ
ットを再テストする以外に手段がなかった。
【0012】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、パリティエラーを検出した場
合に、同一データをデータメモリと他のバッファとに格
納した後、これらを読み出した比較することにより、パ
リティエラーの発生原因がソフトエラーによるのかハー
ドエラーによるのかが判定可能なキャッシュメモリ装置
の提供を目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係るキャッシュ
メモリ装置は、キャッシュヒット時にデータエラーが検
出された場合、エラーが検出されたデータと同一のデー
タを主メモリから読み出してそのエラー検出データとと
もにデータメモリに再度格納する一方、同じデータ及び
エラー検出データを冗長バッファに格納し、データメモ
リに再度格納したデータ及びエラー検出データと冗長バ
ッファに格納したデータ及びエラー検出データとを比較
し、比較結果が一致した散発的なソフトエラーの場合の
み外部装置へデータを転送することを特徴とする。
【0014】さらに、本発明に係るキャッシュメモリ装
置は、データメモリ及び冗長バッファ内のデータ及びエ
ラー検出データの比較結果が不一致の場合にデータメモ
リにおけるハードエラー発生を外部に報知する手段を備
えたことを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明に係るキャッシュメモリ装置は、キャッ
シュヒット時にデータエラーが検出されると、エラーが
検出されたデータと同一のデータを主メモリから読み出
し、そのエラー検出データとともにデータメモリに再度
格納する一方、データメモリに再度格納すべく主メモリ
から読み出したデータをそのエラー検出データとともに
冗長バッファに格納し、データメモリに再度格納したデ
ータ及びエラー検出データと冗長バッファに格納したデ
ータ及びエラー検出データとを比較器で比較し、比較結
果が一致した場合、即ち、データエラーの発生原因が散
発的なソフトエラーによるものの場合は、データメモリ
に再度格納したデータを外部装置へ転送するが、比較結
果が不一致の場合、即ち、固定的なハードエラーが原因
でデータエラーが発生した場合はデータメモリに再度格
納したデータを外部装置へは転送しない。
【0016】さらに、本発明に係るキャッシュメモリ装
置は、データメモリに再度格納したデータ及びエラー検
出データと冗長バッファに格納したデータ及びエラー検
出データとの比較結果が不一致の場合、データメモリに
おけるハードエラー発生を外部に報知する。
【0017】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図に基づい
て説明する。図1は本発明に係るキャッシュメモリ装置
(以下、本発明装置という)の構成を示すブロック図で
ある。なお、図3に示す従来のキャッシュメモリと同一
又は相当部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。
【0018】図中、20はキャッシュヒットでありながら
パリティエラーが発生した場合に主メモリ3から読み出
されたデータ及びパリティビットを格納しておく冗長バ
ッファである。第1のコンパレータ入力制御回路21はパ
リティ回路11からのパリティエラー信号14を受けてタグ
メモリ7又は冗長バッファ20のいずれの内容をコンパレ
ータ9へ入力するかを制御し、また第2のコンパレータ
入力制御回路22はパリティエラー信号14を受けて、入力
されたアドレス6のタグアドレス又はデータメモリ5か
ら読み出されたデータのいずれをコンパレータ9へ入力
するかを制御する。
【0019】また、コンパレータ出力制御回路24はパリ
ティエラー信号14を受けて、コンパレータ9の出力信号
からヒット信号10又はデータメモリ5でのハードエラー
発生を知らせるハードエラー発生信号23を外部に出力す
る。
【0020】以上のような構成の本発明装置のリード時
における動作、特にキャッシュヒットでありながらパリ
ティエラーが検出された場合の動作について説明する。
なお、リード時にパリティエラーが検出されるまでのキ
ャッシュメモリ1の動作は、第1及び第2のコンパレー
タ入力制御回路22が、入力されたアドレス6のタグアド
レス6aとタグメモリ7内のタグアドレスとをコンパレー
タ9へ選択的に入力し、また、キャッシュヒットでしか
もパリティエラーなしの場合にヒット信号10をコンパレ
ータ出力制御回路24が選択的に外部に出力する点以外は
従来例の動作と同様である。
【0021】キャッシュヒット時にパリティチェック回
路13によってパリティエラーが検出されると、キャッシ
ュメモリ1はMPU 2を待機させ、主メモリ3にアクセス
して読み出すべきデータを読み出し、このデータをシス
テムバス4を介して取り込む。キャッシュメモリ1で
は、取り込んだデータからパリティ生成回路12が生成し
たパリティビットPを主メモリ3からのデータに付加し
てデータメモリ5に格納するとともに、これらのデータ
及びパリティビットPを冗長バッファ20に記憶する。
【0022】続いて、今、データメモリ5に格納した主
メモリ3からのデータ及びパリティビットPを即読み出
し、第2のコンパレータ入力制御回路22がデータメモリ
5のデータ及びパリティビットPを選択してコンパレー
タ9の一方に入力する。また、第1のコンパレータ入力
制御回路21は冗長バッファ20内のデータ及びパリティビ
ットPを選択してコンパレータ9の他方に入力する。
【0023】コンパレータ9は、入力された2つのデー
タを比較し、比較結果をコンパレータ出力制御回路24へ
出力する。コンパレータ9の比較結果が一致している場
合、コンパレータ出力制御回路24はヒット信号10を出力
してデータメモリ5から読み出されたデータをMPU 2へ
転送し、キャッシュメモリ1は通常動作を続行する。即
ち、先のパリティエラーはソフトエラー等の一時的に発
生した再現性を持たないエラーであることが分かる。
【0024】一方、コンパレータ9の比較結果が不一致
の場合、コンパレータ出力制御回路24はハードエラー発
生信号23を出力する。即ち、先のパリティエラーはデー
タメモリ5において発生した固定的なエラーであること
が分かる。
【0025】以上のように、本実施例では、入力された
データのタグアドレスとタグメモリ内のアドレスデータ
とを比較するキャッシュミス判定用のコンパレータを、
ソフトエラー/ハードエラー判定用に流用するのでハー
ドウェアの増加が抑えられる。
【0026】なお、本実施例では、キャッシュミスを判
定するコンパレータ9の入力ビット幅(タグメモリ7の
エントリビット数と同じ)、データメモリ5の1ワード
のデータ幅について特に言及していないが、1ワードデ
ータとパリティビットを含んだビット数がコンパレータ
9のビット幅と同じであればなんら問題にならないこと
はいうまでもない。
【0027】また、1ワードデータとパリティビットを
含んだビット数がコンパレータ9の入力ビット幅より多
い場合においても、キャッシュメモリ1の方式がnウェ
イセットアソシアティブキャッシュであれば、コンパレ
ータ9がウェイ数分設けられているので、これらのコン
パレータ9を組み合わせて若干の回路を付加することで
本実施例を容易に実現できる。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明装置は、キャッシ
ュヒット時におけるデータエラー発生時にデータエラー
の発生原因が散発的なソフトエラーによるものか固定的
なハードエラーによるものかを判別してソフトエラーに
よるデータエラー発生の場合は外部装置へデータを転送
するので、ヒット率が向上するという優れた効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置のブロック図である。
【図2】キャッシュメモリが設けられたマイクロコンピ
ュータのブロック図である。
【図3】従来のキャッシュメモリのブロック図である。
【符号の説明】
1 キャッシュメモリ 5 データメモリ 6 アドレス 7 タグメモリ 8 エントリデコーダ 10 ヒット信号 11 パリティ回路 12 パリティ生成回路 13 パリティチェック回路 14 パリティエラー信号 20 冗長バッファ 21,22 コンパレータ入力制御回路 23 ハードエラー発生信号 24 コンパレータ出力制御回路
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】コンパレータ9は、タグメモリ7内のタグ
アドレスと、読み出すべきデータのアドレス6のタグア
ドレス6aとを比較し、一致(キャッシュヒット)/不一
致(キャッシュミス)に応じた信号をヒット信号出力制
御回路15へ出力する。ヒット信号出力制御回路15は、後
述するパリティエラー信号14に制御されて外部へのヒッ
ト信号10の出力・非出力を制御する。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであって、パリティエラーを検出した場
合に、同一データをデータメモリと他のバッファとに格
納した後、これらを読み出し比較することにより、パ
リティエラーの発生原因がソフトエラーによるのかハー
ドエラーによるのかが判定可能なキャッシュメモリ装置
の提供を目的とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0018
【補正方法】変更
【補正内容】
【0018】図中、20はキャッシュヒットでありながら
パリティエラーが発生した場合に主メモリ3から読み出
されたデータ及びパリティビットを格納しておく冗長バ
ッファである。第1のコンパレータ入力制御回路21はパ
リティ回路11からのパリティエラー信号14を受けてタグ
メモリ7又は冗長バッファ20のいずれの内容をコンパレ
ータ9へ入力するかを制御し、また第2のコンパレータ
入力制御回路22はパリティエラー信号14を受けて、入力
されたアドレス6のタグアドレス6a又はデータメモリ5
から読み出されたデータのいずれをコンパレータ9へ入
力するかを制御する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0026
【補正方法】変更
【補正内容】
【0026】なお、本実施例では、キャッシュヒット/
ミスを判定するコンパレータ9の入力ビット幅(タグメ
モリ7のエントリビット数と同じ)、データメモリ5の
1ワードのデータ幅について特に言及していないが、1
ワードデータとパリティビットを含んだビット数がコン
パレータ9のビット幅と同じであればなんら問題になら
ないことはいうまでもない。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主メモリから読み出したデータを、該デ
    ータのエラーを検出可能なエラー検出データとともにデ
    ータメモリに格納しておき、キャッシュヒット時に該デ
    ータメモリから読み出したデータのエラーをチェックし
    た後に外部装置へ転送するデータのエラー検出機能を有
    するキャッシュメモリ装置において、キャッシュヒット
    時に、前記エラー検出データによってデータのエラーが
    検出された場合、キャッシュヒットしたデータと同一の
    データを主メモリから読み出すとともに、主メモリから
    読み出した該データ及び該データのエラー検出データを
    エラーが検出されたデータが格納されていた位置のデー
    タメモリに再度格納する手段と、データメモリに再度格
    納すべく主メモリから読み出した前記データを該データ
    のエラー検出データとともに格納する冗長バッファと、
    データメモリに再度格納された前記データ及びエラー検
    出データと冗長バッファに格納された前記データ及びエ
    ラー検出データとを比較する比較器と、比較器の比較結
    果が一致した場合のみ、データメモリに再度格納した前
    記データを外部装置へ転送する手段とを備えたことを特
    徴とするキャッシュメモリ装置。
  2. 【請求項2】 前記比較器の比較結果が不一致の場合に
    前記データメモリにおけるハードエラー発生を外部に報
    知する手段を備えた請求項1記載のキャッシュメモリ装
    置。
JP4259854A 1992-09-29 1992-09-29 キャッシュメモリ装置 Pending JPH06110783A (ja)

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