JPH06259329A - Information processor equipped with address converting function - Google Patents

Information processor equipped with address converting function

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JPH06259329A
JPH06259329A JP5047726A JP4772693A JPH06259329A JP H06259329 A JPH06259329 A JP H06259329A JP 5047726 A JP5047726 A JP 5047726A JP 4772693 A JP4772693 A JP 4772693A JP H06259329 A JPH06259329 A JP H06259329A
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JP
Japan
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address
memory
tlb
index
information
Prior art date
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Application number
JP5047726A
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Japanese (ja)
Inventor
Mikiko Suzuki
未来子 鈴木
Takashi Inagawa
隆 稲川
Hiroshi Takeda
博 武田
Tetsuhiko Okada
哲彦 岡田
Osamu Nishii
修 西井
Tsuneo Funabashi
恒男 船橋
Takehisa Hayashi
林  剛久
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to KR1019940004333A priority patent/KR940022286A/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/10Address translation
    • G06F12/1027Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB]
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2212/00Indexing scheme relating to accessing, addressing or allocation within memory systems or architectures
    • G06F2212/68Details of translation look-aside buffer [TLB]

Abstract

PURPOSE:To decrease the miss rate of a TLB without increasing the cost of a system by providing the TLB on a memory for the external memory of a processor and using signal pins and a control circuit, which are necessary for an external TLB, for the external cache memory in common. CONSTITUTION:The information processor which has primary TLBs 102 and 103, and primary cache memories 104, 105, 106, and 107 in a CPU 100 and a main storage 125 and external high-speed memories 130 and 131 outside the CPU 100, and the external high-speed memory 131 is used while divided into a secondary cache memory 122 for operands, a secondary cache memory 123 for instructions, and a secondary TLB 124. Index addresses for accessing the high-speed memories 130 and 131 are generated by an index address generating circuit 113 which inputs a logical address LADDR, a physical address PADDR, an SCM select signal 250, and an STLB select signal 240.

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、仮想記憶方式を採用す
る情報処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an information processing apparatus which employs a virtual memory system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、主記憶装置内に格納されてい
る情報をより高速にアクセスするために、キャッシュメ
モリやTLB(Translation Lookas
idebuffer)といった高速メモリが用いられて
いる。しかし、高速メモリは高価であるため、大容量化
は高コストの原因となる。そのため、情報処理学会誌V
ol.27 No.6 p.582〜592に示されて
いるように、高速で高価なメモリと、低価格であるが低
速であるメモリとを組合せ、階層的にメモリシステムを
構成することが有効な方式とされ、今日では良く知られ
た方式である。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to access information stored in a main memory at a higher speed, a cache memory or a TLB (Translation Lookas) is used.
A high-speed memory such as an "idebuffer" is used. However, since a high speed memory is expensive, increasing the capacity causes a high cost. Therefore, IPSJ Journal V
ol. 27 No. 6 p. As shown in 582 to 592, it is an effective method to combine a high-speed and expensive memory with a low-cost but low-speed memory to form a hierarchical memory system. This is a known method.

【0003】図2を用いて説明する。図2は、1次キャ
ッシュメモリ2、2次キャッシュメモリ3、主記憶装置
4という3階層のメモリ構成を持つ情報処理装置を示し
ている。1次キャッシュメモリ2は、中央処理装置1
(CPU1)内に設けられた高速でかつ小容量のキャッ
シュメモリである。また、2次キャッシュメモリ3は、
CPU1の外部に設けられた1次キャッシュメモリ2よ
りも低速でかつ大容量のキャッシュメモリであり、外部
高速メモリインデックスアドレス生成回路5においてア
ドレスを生成し、バス6を介してアクセスされる。ま
た、主記憶装置4はバス7を介してアクセスされる。
A description will be given with reference to FIG. FIG. 2 shows an information processing apparatus having a three-level memory structure of a primary cache memory 2, a secondary cache memory 3, and a main memory 4. The primary cache memory 2 is the central processing unit 1.
It is a high-speed and small-capacity cache memory provided in the (CPU1). In addition, the secondary cache memory 3
It is a cache memory that is slower and has a larger capacity than the primary cache memory 2 provided outside the CPU 1, generates an address in the external high speed memory index address generation circuit 5, and is accessed via the bus 6. Further, the main storage device 4 is accessed via the bus 7.

【0004】前記1次キャッシュメモリ2および2次キ
ャッシュメモリ3および主記憶装置4におけるCPU1
からアクセスに要する時間をそれぞれt1、t2、t3
とした場合、通常これらの大小関係は次の式で表わされ
る。
CPU 1 in the primary cache memory 2, secondary cache memory 3 and main memory 4
From t1, t2, t3
In general, these magnitude relationships are expressed by the following equation.

【0005】[0005]

【数1】 t1<t2<t3 …(数1) 1次キャッシュメモリヒット時には2次キャッシュメモ
リをアクセスしない情報処理装置においては、メモリの
アクセス回数に対する1次キャッシュメモリのヒット
率、2次キャッシュメモリのヒット率をP1、P2とす
ると、CPU1から階層メモリに格納されている情報の
アクセスに要する平均メモリアクセス時間T1は次の式
で示される。
## EQU00001 ## t1 <t2 <t3 (Equation 1) In the information processing device that does not access the secondary cache memory when the primary cache memory hits, the hit ratio of the primary cache memory with respect to the number of memory accesses, the secondary cache memory The average memory access time T1 required to access the information stored in the hierarchical memory from the CPU 1 is given by the following equation, where P1 and P2 are the hit ratios.

【0006】[0006]

【数2】 T1=P1×t1+P2×t2+(1−P1−P2)×t3…(数2) キャッシュメモリのヒット率が高くなれば、主記憶装置
を直接アクセスする割合が減少する。したがって、メモ
リの階層化方式によればCPU1の平均メモリアクセス
時間T1は減少するため、高速なアクセスが可能とな
る。
## EQU00002 ## T1 = P1.times.t1 + P2.times.t2 + (1-P1-P2) .times.t3 (Equation 2) If the hit rate of the cache memory becomes high, the rate of directly accessing the main memory device decreases. Therefore, according to the memory hierarchization method, the average memory access time T1 of the CPU 1 is reduced, and high-speed access is possible.

【0007】一方、図2に示すTLB8は、主記憶装置
をアクセスするために用いる物理アドレスを高速に生成
するために用いられるアドレス変換情報を格納する高速
メモリであり、今日の情報処理装置では良く知られた技
術である。TLBに目的のアドレス変換情報が存在しな
かった場合、オペレーティングシステムが管理するアド
レス変換情報を主記憶装置から読みだす処理が行われ
る。そのため、一般的にTLBをミスした場合にアドレ
ス変換に必要となる時間は大きく、大型計算機やサーバ
などの計算機システムでは特開平3−218546号公
報に示されるようにTLBに対しても、階層化技術を適
用してTLBのミス率低減が図られる場合がある。
On the other hand, the TLB 8 shown in FIG. 2 is a high-speed memory for storing address conversion information used for high-speed generation of a physical address used for accessing the main memory device, and is often used in today's information processing devices. It is a known technique. When the target address translation information does not exist in the TLB, a process of reading the address translation information managed by the operating system from the main storage device is performed. Therefore, generally, when a TLB is missed, the time required for address conversion is large, and in a computer system such as a large-scale computer or a server, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-218546, the TLB is hierarchized. In some cases, the technique may be applied to reduce the TLB miss rate.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】一般的に、ソフトウェ
アが実行した際に主記憶装置の情報をアクセスするまで
に必要となる平均データアクセス時間Tは、アドレス変
換に必要となる平均アドレス変換時間と、実際に階層メ
モリにアクセスしている時間の和で表され、次の式で求
めることができる。
Generally, when the software is executed, the average data access time T required to access the information in the main memory is equal to the average address translation time required for the address translation. , Is expressed as the sum of the times when the hierarchical memory is actually accessed, and can be calculated by the following formula.

【0009】[0009]

【数3】 T=T1+{Q1×t4+(1−Q1)×t5} …(数3) T1は前記平均メモリアクセス時間、t4はTLBのア
クセス時間、t5はTLBをミスした場合のアドレス変
換時間、Q1はメモリのアクセス回数に対するTLBの
ヒット率を示している。
T = T1 + {Q1 × t4 + (1−Q1) × t5} (Equation 3) T1 is the average memory access time, t4 is the TLB access time, and t5 is the address translation time when the TLB is missed. , Q1 indicate the TLB hit rate with respect to the number of memory accesses.

【0010】今日では仮想空間の拡大およびデータ量の
拡大に伴い、TLBやキャッシュメモリのサイズが情報
処理装置の高速化に対する要求を満たすために大容量化
してきている。しかし、低価格な情報処理装置において
は、プロセッサに内蔵する高速でかつ高価なメモリを小
容量しか持つことができない。これがヒット率の低下お
よび平均データアクセス時間の増加を招く一因となって
いることも事実である。
Nowadays, with the expansion of the virtual space and the amount of data, the sizes of the TLB and the cache memory are increasing in order to satisfy the demand for the speeding up of the information processing apparatus. However, a low-cost information processing apparatus can have only a small capacity of a high-speed and expensive memory built in the processor. It is also a fact that this is one of the causes of lowering the hit rate and increasing the average data access time.

【0011】先に示した特開平3−218546号公報
には、2次キャッシュメモリだけでなく2次TLBを持
つことが記載されており、ヒット率の低下や平均データ
アクセス時間の増加を回避して単に性能向上は図られる
かもしれないが、それだけでは、CPU側に必要となる
2次TLB用の信号ピン数、高速メモリおよび2次TL
B制御回路の増加につながってしまい、装置を複雑にし
てCPUや情報処理装置全体のコストを増加させる原因
となる。
The above-mentioned Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3-218546 describes that not only the secondary cache memory but also the secondary TLB is provided, which avoids a decrease in hit rate and an increase in average data access time. The performance may be improved simply, but with that alone, the number of signal pins for the secondary TLB, high-speed memory and secondary TL required on the CPU side
This leads to an increase in the B control circuit, which complicates the device and increases the cost of the CPU and the entire information processing device.

【0012】そこで本発明は、外部高速メモリに2次キ
ャッシュメモリを持つ情報処理装置において、2次TL
B用に必要となっていた信号ピンが制御回路を2次キャ
ッシュメモリ用のものと共有するように構成し、コスト
を増加させず簡便な構成にて2次TLBを実現し、情報
処理装置の性能向上を図ることを目的とする。
Therefore, the present invention provides a secondary TL in an information processing device having a secondary cache memory as an external high speed memory.
By configuring the signal pin required for B to share the control circuit with that for the secondary cache memory, the secondary TLB is realized with a simple configuration without increasing the cost. The purpose is to improve performance.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記の問題を解決するた
めに本発明では、従来外部高速メモリのインデックスア
ドレスを生成していた論理に、2次TLB用インデック
スアドレスを生成するために必要となる論理アドレス
と、外部高速メモリ内の2次キャッシュメモリと2次T
LBを選択するための信号を入力信号として設ける。ま
たCPUには、前記インデックスアドレス生成のための
論理に必要となる論理アドレス用のバスと2次TLBか
ら1次TLBへアドレス変換情報を送るためのバスを設
ける。そして外部高速メモリを選択的に2次キャッシュ
メモリまたは2次TLBとしてアクセスするためのイン
デックスアドレスを生成する手段を設ける。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention requires the logic for generating the index address of the external high speed memory to generate the index address for the secondary TLB. Logical address, secondary cache memory in external high speed memory and secondary T
A signal for selecting LB is provided as an input signal. Further, the CPU is provided with a logical address bus necessary for the logic for generating the index address and a bus for sending address conversion information from the secondary TLB to the primary TLB. A means for generating an index address for selectively accessing the external high speed memory as a secondary cache memory or a secondary TLB is provided.

【0014】[0014]

【作用】前記の外部高速メモリのインデックスアドレス
生成回路を用いて、CPUの外部に設けた高速メモリに
対し、オペランド用2次キャッシュメモリをアクセスす
るためのインデックスアドレス、命令用2次キャッシュ
メモリをアクセスするためのインデックスアドレス、ま
たは2次TLBをアクセスするためのインデックスアド
レスを生成する。そして、外部高速メモリへこのインデ
ックスアドレスが送られ、目的のデータがCPUの外部
高速メモリ用のデータ信号線を介してCPUへ送られ
る。したがって、図2に示した従来の情報処理装置の構
成を変更せずに2次TLBを備える情報処理装置を実現
することができる。
By using the index address generation circuit of the external high speed memory, the index address for accessing the secondary cache memory for operand and the secondary cache memory for instruction are accessed to the high speed memory provided outside the CPU. Or an index address for accessing the secondary TLB is generated. Then, this index address is sent to the external high-speed memory, and the target data is sent to the CPU via the data signal line for the external high-speed memory of the CPU. Therefore, it is possible to realize the information processing apparatus including the secondary TLB without changing the configuration of the conventional information processing apparatus shown in FIG.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1、図3、図4
により説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Will be described.

【0016】図1は本発明の一実施例において特にオペ
ランド系のTLB、キャッシュメモリに関するデータの
流れを説明する図である。図1において、100は中央
処理装置(以下CPU)であり、LSIとして1チップ
化され、ピン150〜155などを介して外部とのやり
とりを行う。CPU100の外部にはタグ用外部高速メ
モリ130、データ用外部高速メモリ131、および主
記憶装置125を備えている。本実施例では、データ用
メモリ131の容量は256KB(キロバイト)で、1
ブロックと呼ぶ32B(バイト)を単位としてアクセス
される。また、図1に示す情報処理装置は仮想記憶方式
を採用しており、本実施例では、48ビットのアドレス
情報により、4GB(ギガバイト)の仮想アドレス空間
を64K個持ち、4KBごとのページ単位に細分化され
ている。
FIG. 1 is a diagram for explaining the flow of data relating to the TLB of the operand system and the cache memory in one embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 100 denotes a central processing unit (hereinafter referred to as CPU), which is integrated into one chip as an LSI and exchanges with the outside through pins 150 to 155 and the like. An external high speed memory 130 for tags, an external high speed memory 131 for data, and a main storage device 125 are provided outside the CPU 100. In this embodiment, the capacity of the data memory 131 is 256 KB (kilobytes), which is 1
Access is made in units of 32B (byte) called a block. Further, the information processing apparatus shown in FIG. 1 employs a virtual memory system, and in the present embodiment, it has 64K 4GB (gigabyte) virtual address space by 48-bit address information, and in units of pages of 4KB. It is subdivided.

【0017】101はCPU内部で命令のフェッチ、デ
コードや演算を行う命令処理ユニットである。102、
103はそれぞれCPU100に内蔵する1次TLB
(以下FTLB)のタグ用メモリと物理アドレスを格納
するデータ用メモリである。104、105、106、
107はそれぞれオペランド用および命令用1次キャッ
シュメモリ(以下FCM)のタグ用メモリとデータ用メ
モリである。本実施例におけるFTLBの構成は、64
エントリーのダイレクトマップ方式であり、FCMの構
成は命令用FCMが8KB、オペランド用FCMが4K
Bであり、ダイレクトマップ方式を採用している。FT
LBおよびFCMは論理アドレスバス10を介して命令
処理ユニット101から送られる論理アドレスLADD
Rを用いてアクセスされる。
Reference numeral 101 is an instruction processing unit for fetching, decoding and operating instructions inside the CPU. 102,
103 is a primary TLB built in each CPU 100
A memory for tags (hereinafter referred to as FTLB) and a data memory for storing physical addresses. 104, 105, 106,
Reference numerals 107 are a tag memory and a data memory of a primary cache memory (hereinafter referred to as FCM) for operands and instructions, respectively. The configuration of FTLB in this embodiment is 64
It is an entry direct map system, and the FCM structure is 8 KB for instruction FCM and 4 K for operand FCM.
B, which uses the direct map method. FT
LB and FCM are logical addresses LADD sent from the instruction processing unit 101 via the logical address bus 10.
Accessed using R.

【0018】120、121はそれぞれオペランド用2
次キャッシュメモリ(以下SCM)のタグと命令用SC
Mのタグ用メモリであり、122、123はそれぞれオ
ペランド用SCMと命令用SCMのデータ用メモリであ
る。オペランド用SCMタグ用メモリ120、命令用S
CMタグ用メモリ121からなるタグ用外部高速メモリ
130、オペランド用SCMデータ用メモリ122、命
令用SCMデータ用メモリ123などのデータ用外部高
速メモリ131は、CPU100内の物理アドレスバス
11を介して送られる物理アドレスPADDRから、後
述する外部高速メモリ用インデックスアドレス生成論理
(以下IAC)113にて生成されたインデックスアド
レスをピン155を介して受け取り、アクセスされる。
SCMの構成は命令用SCMが64KB、オペランド用
SCMが128KBであり、共にダイレクトマップ方式
を採用している。
120 and 121 are for operand 2 respectively
Next cache memory (SCM) tag and SC for instruction
M tag memories, 122 and 123 are operand SCM and instruction SCM data memories, respectively. Operand SCM tag memory 120, instruction S
The tag external high-speed memory 130 including the CM tag memory 121, the operand SCM data memory 122, the instruction SCM data memory 123, and other data external high-speed memory 131 are transmitted via the physical address bus 11 in the CPU 100. An index address generated by an external high speed memory index address generation logic (to be referred to as IAC hereinafter) 113, which will be described later, is received from the physical address PADDR to be accessed via a pin 155.
The configuration of the SCM is 64 KB for the instruction SCM and 128 KB for the operand SCM, and both adopt the direct map method.

【0019】124は2次TLB(以下STLB)であ
り、これもCPU100内の論理アドレスバス10を介
して送られる論理アドレスLADDRから、後述するI
AC113にて生成されたインデックスアドレスをピン
155を介して受け取り、アクセスされる。STLB1
24は、2Kエントリーの2ウェイセットアソシアティ
ブ方式で構成されている。本実施例においては外部高速
メモリ131をオペランド用SCM122と命令用SC
M123とSTLB124に対して2対1対1の割合で
分割している。
Reference numeral 124 is a secondary TLB (hereinafter referred to as STLB), which is also based on the logical address LADDR sent via the logical address bus 10 in the CPU 100, and will be described later.
The index address generated by the AC 113 is received via the pin 155 and accessed. STLB1
24 is configured with a 2-way set 2-way set associative system. In the present embodiment, the external high-speed memory 131 is composed of the SCM 122 for operand and the SC for instruction.
The M123 and STLB124 are divided at a ratio of 2: 1: 1.

【0020】125は主記憶であり、アドレスバス2
3、データバス24を用いて、ピン151とピン152
を介してアクセスされる。
Reference numeral 125 is a main memory, and the address bus 2
3, using the data bus 24, pin 151 and pin 152
Is accessed via.

【0021】FTLBヒット判定回路110は、論理ア
ドレスバス10を介して送られる論理アドレスLADD
R<0:30>と、FTLBタグ用メモリ102から読
み出される論理アドレスタグが一致するかどうかを比較
する回路である。
The FTLB hit judgment circuit 110 is provided with a logical address LADD sent via the logical address bus 10.
This is a circuit for comparing whether R <0:30> and the logical address tag read from the FTLB tag memory 102 match.

【0022】FCMヒット判定回路111は、FTLB
データ103からバス11を介して読み出される物理ア
ドレスPADDR<0:19>と、FCMタグ用メモリ
104から読み出される物理アドレスタグとが一致する
かどうかを比較する回路である。
The FCM hit determination circuit 111 is a FTLB
This is a circuit for comparing whether the physical address PADDR <0:19> read from the data 103 via the bus 11 and the physical address tag read from the FCM tag memory 104 match.

【0023】SCMヒット判定回路112は、物理アド
レスバス11を介して送られる物理アドレスPADDR
<0:14>と、タグ用外部高速メモリ130からデー
タバス21を用いてピン154を介して読み出される物
理アドレスタグとが一致するかどうかを比較する回路で
ある。
The SCM hit determination circuit 112 receives the physical address PADDR sent via the physical address bus 11.
The circuit compares <0:14> with the physical address tag read from the tag external high-speed memory 130 via the pin 154 using the data bus 21.

【0024】前記ヒット判定回路110、111、11
2では、比較対象が一致している場合をヒットといい、
有効な情報がそれぞれ対応するデータ用メモリ内に存在
することを示す。一方、比較対象が一致しない場合をミ
スといい、有効な情報がデータ用メモリ内に存在しない
ことを示す。例えば、FTLBヒット判定回路110に
おいてFTLBヒットの場合、FTLBデータ103に
有効なアドレス変換情報が存在するということを示し、
FTLBミスの場合、FTLBデータ103には有効な
アドレス変換情報が存在しないということを示してい
る。
The hit determination circuits 110, 111, 11
In 2, when the comparison targets match, it is called a hit.
Indicates that valid information exists in the corresponding data memory. On the other hand, the case where the comparison targets do not match is called a miss, which means that valid information does not exist in the data memory. For example, in the case of FTLB hit in the FTLB hit determination circuit 110, it indicates that the FTLB data 103 has valid address translation information.
In the case of FTLB miss, it indicates that the FTLB data 103 does not have valid address translation information.

【0025】外部高速メモリ用インデックスアドレス生
成論理(以下IAC)113は、論理アドレスバス10
を介して送られる論理アドレスLADDR<25:35
>の11ビットと、バス11を介して送られる物理アド
レスPADDR<15:26>の12ビットを受取り、
外部高速メモリをアクセスするためのインデックスアド
レスを生成する回路である。
The external high speed memory index address generation logic (hereinafter referred to as IAC) 113 is used for the logical address bus 10.
Address LADDR <25:35 sent via
> Bits and 12 bits of the physical address PADDR <15:26> sent via the bus 11,
It is a circuit that generates an index address for accessing the external high-speed memory.

【0026】次に、本実施例におけるFTLBヒットの
場合のオぺランドのアクセス処理の流れを説明する。
Next, the flow of the access processing of the operand in the case of the FTLB hit in this embodiment will be described.

【0027】 (1)FTLBヒット、FCMヒットの場合の処理 FCMのヒット判定後、論理アドレスバス10を介して
送られるLADDR<36:45>の10ビットを用い
て得られるFCMデータがデータバス12を介して命令
処理ユニット101へ転送される。
(1) Processing in the case of FTLB hit or FCM hit After the FCM hit determination, the FCM data obtained using the 10 bits of LADDR <36:45> sent via the logical address bus 10 is the data bus 12. Is transferred to the instruction processing unit 101 via.

【0028】(2)FTLBヒット、FCMミス、SC
Mヒットの場合の処理 FCMのミス判定後、SCMからデータを得るために、
IAC113において物理アドレスバス11を介して送
られるPADDR<15:26>の12ビットを用いて
インデックスアドレスINDEX<0:12>の13ビ
ットが生成される。インデックスアドレスはインデック
スアドレスバス20を介して外部高速メモリへ送られ、
SCMタグ120、SCMデータ122がアクセスされ
る。SCMタグ120からはSCMヒット判定用タグ情
報がデータバス21を介してSCMヒット判定回路11
2へ送られ、SCMのヒット判定が行われる。また、S
CMデータ122からはSCMデータがデータバス2
2、ピン153、データバス12を介して命令処理ユニ
ット101へ送られると同時に、データバス12を介し
てFCMデータ105へ登録される。
(2) FTLB hit, FCM miss, SC
Processing in case of M hit In order to obtain data from SCM after judgment of FCM mistake,
In the IAC 113, 12 bits of PADDR <15:26> sent via the physical address bus 11 are used to generate 13 bits of the index address INDEX <0:12>. The index address is sent to the external high speed memory via the index address bus 20,
The SCM tag 120 and SCM data 122 are accessed. SCM hit determination tag information is sent from the SCM tag 120 via the data bus 21 to the SCM hit determination circuit 11
SCM hit judgment is performed. Also, S
SCM data from the CM data 122 is data bus 2
2, sent to the instruction processing unit 101 via the pin 153 and the data bus 12, and simultaneously registered in the FCM data 105 via the data bus 12.

【0029】(3)FTLBヒット、FCMミス、SC
Mミスの場合の処理 SCMのミス判定後、物理アドレスバス11、ピン15
1、アドレスバス23を介して送られる物理アドレスに
より主記憶125がアクセスされ、データバス24、ピ
ン152を介してデータが送られる。これと同時に、主
記憶125のデータはデータバス12を介してFCMデ
ータ105へ登録され、ピン153、データバス22を
介してSCMデータ122へ登録される。
(3) FTLB hit, FCM miss, SC
Processing in case of M miss After physical error judgment of SCM, physical address bus 11, pin 15
1. The main memory 125 is accessed by the physical address sent via the address bus 23, and the data is sent via the data bus 24 and the pin 152. At the same time, the data in the main memory 125 is registered in the FCM data 105 via the data bus 12 and in the SCM data 122 via the pin 153 and the data bus 22.

【0030】次に、本実施例におけるFTLBミスの場
合のオペランドのアクセス処理の流れを説明する。
Next, the flow of operand access processing in the case of an FTLB miss in this embodiment will be described.

【0031】FTLBのミス判定後、STLBをアクセ
スするためにIAC113において、論理アドレスバス
10を介して送られたLADDR<25:35>の11
ビットを用いてインデックスアドレスINDEX<0:
12>の13ビットが生成される。INDEX<0:1
2>はアドレスバス20を介して外部高速メモリ131
へ送られ、データ用外部高速メモリ中のSTLB124
の領域がアクセスされる。STLB124の領域の32
Bのデータはデータバス22、12を介してFTLB1
02、103へ送られ、16Bずつ登録およびヒット判
定が行われる。
After the FTLB miss judgment, 11 of LADDR <25:35> sent via the logical address bus 10 in the IAC 113 to access the STLB.
Index address INDEX <0:
12> 13 bits are generated. INDEX <0: 1
2> is the external high-speed memory 131 via the address bus 20.
STLB124 in the external high speed memory for data
Area is accessed. 32 in the area of STLB124
B data is transferred to FTLB1 via the data buses 22 and 12.
It is sent to 02 and 103, and registration and hit determination are performed for each 16B.

【0032】本実施例ではFTLBへの登録後、FTL
Bヒット判定回路110を用いてSTLBから送られた
TLB情報に関するヒット判定を行う。ヒット判定は2
エントリ分を順次行い、判定の結果がヒットである場
合、ヒットしたエントリがFTLBに残される。その
後、前記FTLBヒットの処理が行われ、キャッシュメ
モリのアクセスを開始する。一方、判定の結果が共にミ
スである場合、主記憶125上で管理しているアドレス
変換テーブルからアドレス変換情報が検索される。アド
レス変換情報は、データバス24、22を介してSTL
B124へ登録され、これと同時にバス12を介してF
TLB102、103へ登録される。
In this embodiment, after registration in FTLB, FTL
The B hit decision circuit 110 is used to make a hit decision on the TLB information sent from the STLB. Hit judgment is 2
The entries are sequentially performed, and if the result of the determination is a hit, the hit entry is left in the FTLB. Then, the FTLB hit process is performed, and access to the cache memory is started. On the other hand, if the determination results are both mistakes, the address translation information is retrieved from the address translation table managed on the main memory 125. The address translation information is sent to the STL via the data buses 24 and 22.
It is registered in B124, and at the same time F via bus 12
It is registered in the TLBs 102 and 103.

【0033】なお、図1ではオペランドのアクセスにつ
いてのみ述べたが、命令のアクセスもSCMタグ12
1、SCMデータ123を用いることを除いて同様に行
われる。
Although only the operand access is described with reference to FIG. 1, the instruction access also applies to the SCM tag 12.
1, except that the SCM data 123 is used.

【0034】次に図3、図4を用いてIAC113につ
いて詳細に説明する。
Next, the IAC 113 will be described in detail with reference to FIGS.

【0035】図3はIAC113への入力信号と出力信
号を示す主要部ブロック図である。IAC113は、S
CMをアクセスするための物理アドレスPADDR<1
5:26>と、STLBをアクセスするための論理アド
レスLADDR<25:35>と、STLB選択信号2
40と、SCM選択信号250を入力として外部高速メ
モリをアクセスするためのインデックスアドレスIND
EX<0:12>を生成する。
FIG. 3 is a block diagram of main parts showing an input signal and an output signal to the IAC 113. IAC113 is S
Physical address PADDR <1 for accessing CM
5:26>, the logical address LADDR <25:35> for accessing the STLB, and the STLB selection signal 2
40 and an index address IND for accessing the external high speed memory by inputting the SCM selection signal 250.
EX <0:12> is generated.

【0036】STLB選択信号240はCPU100の
内部で生成される制御信号であり、STLBをアクセス
する場合には論理値「1」が送られ、その他の場合には
論理値「0」が送られる。
The STLB selection signal 240 is a control signal generated inside the CPU 100, and a logical value "1" is sent when the STLB is accessed, and a logical value "0" is sent otherwise.

【0037】SCM選択信号250はCPU100の内
部で生成される制御信号であり、オペランド用SCMを
アクセスする場合には論理値「1」が送られ、その他の
場合には論理値「0」が送られる。ただし、前記STL
B選択信号240とSCM選択信号250の論理値が同
時に「1」となることはない。
The SCM selection signal 250 is a control signal generated inside the CPU 100. When accessing the operand SCM, a logical value "1" is sent, and in other cases, a logical value "0" is sent. To be However, the STL
The logical values of the B selection signal 240 and the SCM selection signal 250 never become "1" at the same time.

【0038】次に外部高速メモリ130、131の領域
を2対1対1の割合に分割してアクセスするためのイン
デックスアドレスの上位2ビットINDEX<0:1>
の生成方法について説明する。図7は256KBのメモ
リ空間を示す図である。上位のメモリ領域700はアド
レス0x000〜0x7FFでアクセスされる領域であ
る。下位のメモリ領域は更に上位側と下位側に分け、下
位半分上位側のメモリ領域710はアドレス0x800
〜0xBFFでアクセスされる領域であり、下位半分下
位側のメモリ領域720はアドレス0xC00〜0xF
FFでアクセスされる領域である。すなわち、上位2ビ
ットが「00」または「01」である場合にはメモリ領
域700がアクセスされ、上位2ビットが「10」であ
る場合にはメモリ領域710がアクセスされ、上位2ビ
ットが「11」である場合にはメモリ領域720がアク
セスされる。
Next, the upper 2 bits INDEX <0: 1> of the index address for accessing by dividing the areas of the external high speed memories 130 and 131 at a ratio of 2: 1: 1.
The method of generating will be described. FIG. 7 is a diagram showing a 256 KB memory space. The upper memory area 700 is an area accessed at addresses 0x000 to 0x7FF. The lower memory area is further divided into an upper side and a lower side, and the lower half upper side memory area 710 has an address 0x800.
˜0xBFF, the memory area 720 in the lower half of the lower half is at addresses 0xC00 to 0xF.
This area is accessed by FF. That is, when the upper 2 bits are “00” or “01”, the memory area 700 is accessed, when the upper 2 bits are “10”, the memory area 710 is accessed and the upper 2 bits are “11”. Memory area 720 is accessed.

【0039】図4にIAC113の論理の一実施例を示
す。
FIG. 4 shows an embodiment of the logic of the IAC 113.

【0040】上位2ビット生成論理310は、STLB
選択信号240、SCM選択信号250および物理アド
レスPADDR<15>を用いてINDEX<0:1>
を生成する論理であり、表1に示すように以下の論理値
を生成する。
The upper 2 bit generation logic 310 uses the STLB
INDEX <0: 1> using the selection signal 240, the SCM selection signal 250, and the physical address PADDR <15>
Is generated and the following logical values are generated as shown in Table 1.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】(1)STLB選択信号240の論理値が
「0」、SCM選択信号250の論理値が「1」の場合 オペランド用SCMをアクセスするためにINDEX<
0>の論理値を「0」にする。INDEX<1>の論理
値はPADDR<15>の値を用いる。
(1) When the logical value of the STLB selection signal 240 is "0" and the logical value of the SCM selection signal 250 is "1" INDEX <for accessing the operand SCM
The logical value of 0> is set to “0”. The value of PADDR <15> is used as the logical value of INDEX <1>.

【0043】(2)STLB選択信号240の論理値が
「0」、SCM選択信号250の論理値が「0」の場合 命令用SCMをアクセスするためにINDEX<0>の
論理値を「1」にし、INDEX<1>の論理値を
「0」にする。
(2) When the logical value of the STLB selection signal 240 is "0" and the logical value of the SCM selection signal 250 is "0": The logical value of INDEX <0> is "1" for accessing the instruction SCM. And set the logical value of INDEX <1> to “0”.

【0044】(3)STLB選択信号240の論理値が
「1」、SCM選択信号250の論理値が「0」の場合 STLBをアクセスするためにINDEX<0>の論理
値を「1」にし、INDEX<1>の論理値を「1」に
する。
(3) When the logical value of the STLB selection signal 240 is "1" and the logical value of the SCM selection signal 250 is "0" Set the logical value of INDEX <0> to "1" to access the STLB, The logical value of INDEX <1> is set to “1”.

【0045】セレクタ回路311−0〜311−10
は、STLB選択信号240、PADDR<16:26
>およびLADDR<25:35>を用いて、INDE
X<2:12>の各ビットを生成する回路である。
Selector circuits 311-0 to 311-10
STLB selection signal 240, PADDR <16:26
> And LADDR <25:35>
This is a circuit that generates each bit of X <2:12>.

【0046】STLBは論理アドレスLADDRから生
成されるインデックスアドレスを用いてアクセスされ、
命令用SCMおよびオぺランド用SCMは物理アドレス
PADDRから生成されるインデックスアドレスを用い
てアクセスされる。したがって、STLB選択信号24
0の論理値が「0」の場合、PADDR<16:26>
の11ビットがINDEX<2:12>として選択さ
れ、STLB選択信号240の論理値が「1」の場合、
LADDR<25:35>の11ビットがINDEX<
2:12>として選択される。
STLB is accessed using an index address generated from the logical address LADDR,
The instruction SCM and the operand SCM are accessed using an index address generated from the physical address PADDR. Therefore, the STLB selection signal 24
If the logical value of 0 is “0”, PADDR <16:26>
11 bits are selected as INDEX <2:12> and the logical value of the STLB selection signal 240 is “1”,
11 bits of LADDR <25:35> are INDEX <
2:12>.

【0047】図5は、本発明の第2の実施例のIAC1
13の回路図である。第2の実施例においては、情報処
理装置のユーザが外部高速メモリ内にSTLBを持つ場
合と持たない場合を選択できる機能を備える。前記機能
を実現するために、2次TLB利用モード選択信号26
0を新たに設ける。そして2次TLB利用モード選択信
号260を用いて、外部高速メモリのアドレス領域の上
位よりオペランドSCM、命令用SCM、STLBを2
対1対1に割り当てるか、または、オペランドSCM、
命令用SCMを1対1に割り当てるかを選択可能とす
る。STLB利用モード選択信号260は、STLBを
外部高速メモリ内に持つ場合には論理値「1」が送ら
れ、持たない場合には論理値「0」が送られる。ただ
し、STLB利用モード選択信号の論理値が「0」とな
り、STLB選択信号が「1」となることはない。
FIG. 5 shows the IAC1 of the second embodiment of the present invention.
13 is a circuit diagram of FIG. The second embodiment has a function that allows the user of the information processing apparatus to select whether the external high speed memory has STLB or not. In order to realize the above function, the secondary TLB use mode selection signal 26
0 is newly set. Then, using the secondary TLB usage mode selection signal 260, the operand SCM, the instruction SCM, and the STLB are set to 2 from the higher order of the address area of the external high-speed memory.
Assigned one-to-one, or operand SCM,
It is possible to select whether to allocate the instruction SCM one-to-one. As the STLB use mode selection signal 260, a logical value “1” is sent when the STLB is included in the external high-speed memory, and a logical value “0” is sent when the STLB is not included. However, the logical value of the STLB use mode selection signal does not become "0", and the STLB selection signal does not become "1".

【0048】図5において上位2ビット生成論理500
は、STLB選択信号240、SCM選択信号250、
2次TLB利用モード選択信号260および物理アドレ
スPADDR<15>を用いてINDEX<0:1>を
生成する回路であり、表2に示す論理値を生成する。ま
た、セレクタ回路311−0〜311−10は、前記第
1の実施例のINDEX<2:12>の各ビットを生成
する回路と等しい回路である。
In FIG. 5, upper 2 bit generation logic 500
Is an STLB selection signal 240, an SCM selection signal 250,
This is a circuit that generates INDEX <0: 1> using the secondary TLB usage mode selection signal 260 and the physical address PADDR <15>, and generates the logical values shown in Table 2. The selector circuits 311-0 to 311-10 are the same circuits as the circuits that generate the bits of INDEX <2:12> of the first embodiment.

【0049】[0049]

【表2】 [Table 2]

【0050】次に第2の実施例のINDEX<0:1>
の生成方法について説明する。
Next, INDEX <0: 1> of the second embodiment.
The method of generating will be described.

【0051】(1)STLB選択信号240の論理値が
「0」、SCM選択信号250の論理値が「1」である
場合 オペランド用SCMのメモリ領域はSTLB利用モード
の選択には係わらず常に上位半分を占める。したがっ
て、オペランド用SCMをアクセスするために、IND
EX<0>の論理値を「0」とし、INDEX<1>の
論理値はPADDR<15>の値を用いる。
(1) When the logical value of the STLB selection signal 240 is "0" and the logical value of the SCM selection signal 250 is "1" The memory area of the SCM for operand is always in the higher order regardless of the selection of the STLB use mode. Occupy half. Therefore, to access the SCM for operands, IND
The logical value of EX <0> is “0”, and the logical value of INDEX <1> is the value of PADDR <15>.

【0052】(2)STLB選択信号240の論理値が
「0」、SCM選択信号250の論理値が「0」、2次
TLB利用モード選択信号260の論理値が「0」であ
る場合 外部高速メモリにはSTLBを利用しないため、下位半
分のアドレス領域を命令用SCMとして利用する。した
がって、INDEX<0>の論理値を「1」とし、IN
DEX<1>の論理値はPADDR<15>の値を用い
る。
(2) When the logical value of the STLB selection signal 240 is "0", the logical value of the SCM selection signal 250 is "0", and the logical value of the secondary TLB use mode selection signal 260 is "0" External high speed Since STLB is not used for the memory, the lower half address area is used as an instruction SCM. Therefore, the logical value of INDEX <0> is set to “1”, and IN
The value of PADDR <15> is used as the logical value of DEX <1>.

【0053】(3)STLB選択信号240の論理値が
「0」、SCM選択信号250の論理値が「0」、2次
TLB利用モード選択信号260の論理値が「1」であ
る場合 STLBを持つ外部高速メモリ中の命令用SCMをアク
セスするために、INDEX<0>の論理値を「1」に
し、INDEX<1>の論理値を「0」にする。
(3) When the logical value of the STLB selection signal 240 is "0", the logical value of the SCM selection signal 250 is "0", and the logical value of the secondary TLB use mode selection signal 260 is "1". In order to access the instruction SCM in the external high-speed memory, the logical value of INDEX <0> is set to “1” and the logical value of INDEX <1> is set to “0”.

【0054】(4)STLB選択信号240の論理値が
「1」、SCM選択信号250の論理値が「0」、2次
TLB利用モード選択信号260の論理値が「1」であ
る場合 STLBを持つ外部高速メモリ中のSTLBをアクセス
するために、INDEX<0>の論理値を「1」にし、
INDEX<1>の論理値を「1」にする。
(4) When the logical value of the STLB selection signal 240 is "1", the logical value of the SCM selection signal 250 is "0", and the logical value of the secondary TLB use mode selection signal 260 is "1". In order to access the STLB in the external high speed memory, the logical value of INDEX <0> is set to “1”,
The logical value of INDEX <1> is set to “1”.

【0055】次に第2の実施例におけるINDEX<
2:12>の生成方法について説明する。STLB利用
モード選択信号の論理値が「0」の場合、PADDR<
16:26>がINDEX<2:12>として選択され
る。そして、TLB利用モード選択信号の論理値が
「1」の場合、INDEX<2:12>の生成方法は前
記第1の実施例の生成方法と等しい。
Next, INDEX <in the second embodiment
A method of generating 2:12> will be described. When the logical value of the STLB usage mode selection signal is “0”, PADDR <
16:26> is selected as INDEX <2:12>. When the logical value of the TLB usage mode selection signal is "1", the method of generating INDEX <2:12> is the same as that of the first embodiment.

【0056】以上の動作により、IAC113において
外部高速メモリ用インデックスアドレスINDEX<
0:12>が生成され、外部高速メモリの中のオペラン
ド用SCMまたは命令用SCMまたはSTLBをアクセ
スすることができる。
By the above operation, the index address INDEX <for the external high speed memory is set in the IAC 113.
0:12> is generated and the operand SCM or instruction SCM or STLB in the external high speed memory can be accessed.

【0057】なお、本実施例ではキャッシュメモリおよ
びTLBの容量を固定し、ダイレクトマップ方式で説明
しているが、FCMを持たない場合や別の容量の場合、
あるいはフルアソシアティブ方式やセットアソシアティ
ブ方式のキャッシュメモリおよびTLBを備える場合に
も容易に類推される若干の変更で応用可能である。
In the present embodiment, the capacities of the cache memory and the TLB are fixed and the direct map method is explained. However, in the case where the FCM is not provided or another capacity is used,
Alternatively, even when the cache memory and the TLB of the full associative method or the set associative method are provided, the present invention can be applied with a slight modification which can be easily analogized.

【0058】また本実施例では、STLBのヒット判定
回路を設けずにFTLBのヒット判定回路を流用してS
TLBのヒット判定を行う方式を提示している。したが
って、FTLBをミスしたときにアクセスしていたFT
LBの情報は上書きされ消去されてしまう。しかし、F
TLBへ登録したTLB情報がミスと判定された場合で
も最終的には主記憶125上で管理しているアドレス変
換テーブルから検索された正しいTLB情報を再度FT
LBに登録するので、STLB情報のヒット判定を行う
以前にFTLBへ登録することは何ら問題はない。
Further, in the present embodiment, the hit determination circuit of FTLB is diverted without providing the hit determination circuit of STLB and S
A method for making a TLB hit determination is presented. Therefore, the FT that was accessed when the FTLB was missed
The LB information is overwritten and erased. But F
Even when it is determined that the TLB information registered in the TLB is a mistake, finally, the correct TLB information retrieved from the address conversion table managed in the main memory 125 is again FT.
Since it is registered in the LB, there is no problem in registering in the FTLB before performing the hit determination of the STLB information.

【0059】また、STLB用のヒット判定回路を別途
設けても発明の効果に変わりはない。
Further, the effect of the present invention does not change even if a hit determination circuit for STLB is separately provided.

【0060】また本実施例では、外部高速メモリのアド
レス領域の上位よりオペランドSCM、命令用SCM、
STLBを割り当てているが、メモリ空間の割り当て順
序を変更して外部高速メモリを構成しても構わない。
Further, in the present embodiment, the operand SCM, the instruction SCM, from the upper part of the address area of the external high speed memory,
Although the STLB is allocated, the external high speed memory may be configured by changing the allocation order of the memory space.

【0061】また本実施例では、外部高速メモリ内のオ
ペランドSCM、命令用SCM、STLBの割合を2対
1対1と定めているが、メモリ空間の分割の割合を変更
しても構わない。
Further, in this embodiment, the ratio of the operand SCM, the instruction SCM and the STLB in the external high speed memory is set to 2: 1: 1, but the ratio of division of the memory space may be changed.

【0062】また、本実施例では外部高速メモリと主記
憶装置を備えたCPUについて述べているが、例えば図
6に示されるような情報処理システムに適用される。す
なわち、1次キャッシュメモリ、1次TLBを含み、外
部高速メモリインデックスアドレス生成回路5を内蔵し
たチップ化されたCPU1と、SRAM等で構成され、
2次キャッシュメモリと2次TLBを構成する外部高速
メモリ3との間を最小限の信号線6で接続する。図4ま
たは図5に示したインデックスアドレス生成論理(IA
C)を用いればCPU1内の外部高速メモリインデック
スアドレス生成回路5は数ゲート程度ですみ、2次TL
Bを実現するための労力は最小限に止めることができ
る。また、CPU1は、システムバス7を介して、主記
憶装置4、入出力制御装置610−a(入出力装置60
0)、入出力制御装置610−b(2次記憶装置)と接
続されており、これらの構成により高速、高性能な情報
処理システムを形成することが可能となる。
Further, although the present embodiment describes the CPU provided with the external high speed memory and the main memory, it is applied to the information processing system as shown in FIG. 6, for example. That is, it is configured by a chip-like CPU 1 including a primary cache memory, a primary TLB, and a built-in external high speed memory index address generation circuit 5, an SRAM, and the like.
A minimum signal line 6 connects between the secondary cache memory and the external high-speed memory 3 forming the secondary TLB. The index address generation logic (IA) shown in FIG.
If C) is used, the external high speed memory index address generation circuit 5 in the CPU 1 needs only a few gates and the secondary TL.
The effort to achieve B can be minimized. Further, the CPU 1 causes the main storage device 4 and the input / output control device 610-a (the input / output device 60) via the system bus 7.
0) and the input / output control device 610-b (secondary storage device), and by these configurations, a high-speed and high-performance information processing system can be formed.

【0063】本実施例では、命令用キャッシュメモリの
一部を削減し2次TLBを実現している。ACM si
garch CompArch News No.2
June 1990のp.61〜68に示されている命
令用キャッシュメモリのヒット率によると、本実施例で
仮定した128KBと64KBの命令用キャッシュメモ
リにおいてヒット率が大幅に減少することはないので、
2次TLBを実現することの効果を得ることができる。
In this embodiment, a part of the instruction cache memory is reduced to realize the secondary TLB. ACM si
garch CompArch News No. Two
June 1990, p. According to the hit rates of the instruction cache memories shown in Nos. 61 to 68, the hit rates do not significantly decrease in the 128 KB and 64 KB instruction cache memories assumed in this embodiment.
The effect of realizing the second-order TLB can be obtained.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、CPUに本発明を
適用することにより情報処理装置の構成を大幅に変更す
ることなく、簡便な構成にて低コストで2次TLBを実
現することができ、情報処理装置の性能を向上させるこ
とができる。
As described above, by applying the present invention to the CPU, the secondary TLB can be realized at a low cost with a simple structure without drastically changing the structure of the information processing apparatus. The performance of the information processing device can be improved.

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

【図1】本発明を実施する情報処理装置におけるデータ
の流れを説明する図。
FIG. 1 is a diagram illustrating a data flow in an information processing device that implements the present invention.

【図2】従来の外部高速メモリを備えた情報処理装置の
構成図。
FIG. 2 is a block diagram of an information processing apparatus including a conventional external high speed memory.

【図3】本発明を実施する外部高速メモリのインデック
スアドレス生成回路の概略ブロック図。
FIG. 3 is a schematic block diagram of an index address generation circuit of an external high speed memory that implements the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例を説明するための外部高
速メモリ用インデックスアドレス生成論理の図。
FIG. 4 is a diagram of an index address generation logic for an external high speed memory for explaining the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第2の実施例を説明するための外部高
速メモリ用インデックスアドレス生成論理の図。
FIG. 5 is a diagram of an index address generation logic for an external high speed memory for explaining a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明を適用した情報処理システムの構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of an information processing system to which the present invention is applied.

【図7】本発明の外部高速メモリを説明するための2対
1対1の割合でアクセスされるメモリの図。
FIG. 7 is a diagram of a memory accessed at a ratio of 2: 1: 1 for explaining the external high speed memory of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…中央処理装置、2…1次キャッシュメモリ2、3…
外部高速メモリ、4…主記憶装置、5…外部高速メモリ
インデックスアドレス生成回路、6…外部高速メモリ用
バス、7…システムバス、8…TLB、10…論理アド
レスバス、11…物理アドレスバス、12…データバ
ス、20…インデックスアドレスバス、21、22、2
4…データバス、23…アドレスバス、100…中央処
理装置、101…命令処理ユニット、102…1次TL
Bタグ、103…1次TLBデータ、104…オペラン
ド用1次キャッシュメモリタグ、105…オペランド用
1次キャッシュメモリデータ、106…命令用1次キャ
ッシュメモリタグ、107…命令用1次キャッシュメモ
リデータ、110…1次TLBヒット判定回路、111
…1次キャッシュメモリヒット判定回路、112…2次
キャッシュメモリヒット判定回路、113…外部高速メ
モリ用インデックスアドレス生成回路、120…オペラ
ンド用2次キャッシュメモリタグ、121…命令用2次
キャッシュメモリタグ、122…オペランド用2次キャ
ッシュメモリデータ、123…命令用2次キャッシュメ
モリデータ、124…2次TLB、125…主記憶、1
30…タグ用外部高速メモリ、131…データ用外部高
速メモリ、240…STLB選択信号、250…SCM
選択信号、260…STLB利用モード選択信号、31
0…第1の実施例における外部高速メモリ用インデック
ス上位2ビット生成回路、311…論理アドレス/物理
アドレス選択回路、500…第2の実施例における外部
高速メモリ用インデックス上位2ビット生成回路、60
0…入出力装置、610…入出力制御装置、620…2
次記憶装置。
1 ... Central processing unit, 2 ... Primary cache memory 2, 3 ...
External high-speed memory, 4 ... Main memory device, 5 ... External high-speed memory index address generation circuit, 6 ... External high-speed memory bus, 7 ... System bus, 8 ... TLB, 10 ... Logical address bus, 11 ... Physical address bus, 12 ... data bus, 20 ... index address bus, 21, 22, 2
4 ... Data bus, 23 ... Address bus, 100 ... Central processing unit, 101 ... Instruction processing unit, 102 ... Primary TL
B tag, 103 ... Primary TLB data, 104 ... Operand primary cache memory tag, 105 ... Operand primary cache memory data, 106 ... Instruction primary cache memory tag, 107 ... Instruction primary cache memory data, 110 ... Primary TLB hit determination circuit, 111
... primary cache memory hit determination circuit, 112 ... secondary cache memory hit determination circuit, 113 ... external high speed memory index address generation circuit, 120 ... operand secondary cache memory tag, 121 ... instruction secondary cache memory tag, 122 ... Operand secondary cache memory data, 123 ... Instruction secondary cache memory data, 124 ... Secondary TLB, 125 ... Main memory, 1
30 ... External high-speed memory for tag, 131 ... External high-speed memory for data, 240 ... STLB selection signal, 250 ... SCM
Selection signal 260 ... STLB use mode selection signal, 31
0 ... Index high-order 2-bit generation circuit for external high-speed memory in the first embodiment, 311 ... Logical address / physical address selection circuit, 500 ... Index high-order 2-bit generation circuit for external high-speed memory in the second embodiment, 60
0 ... I / O device, 610 ... I / O control device, 620 ... 2
Next storage device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 哲彦 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 西井 修 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 船橋 恒男 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体設計開発センタ内 (72)発明者 林 剛久 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tetsuhiko Okada 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Inside Hitachi Central Research Laboratory (72) Inventor Osamu Nishii 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (72) Inventor Tsuneo Funabashi 5-20-1 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo Inside Hitachi Semiconductor Design & Development Center, Ltd. (72) Inventor Takehisa Hayashi 1-280, Higashi Koikeku, Kokubunji, Tokyo Stock Central Research Laboratory of Hitachi, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アドレス変換機構を備えた中央処理装置
と、中央処理装置を制御するための命令やデータを保持
する主記憶装置と、前記主記憶装置の情報の一部の写し
を保持する外部メモリを備えた情報処理装置であって、 前記中央処理装置内に論理アドレスと物理アドレスを入
力として前記外部メモリをアクセスするインデックスア
ドレスを生成する手段を持つことを特徴とするアドレス
変換機構を備えた情報処理装置。
1. A central processing unit having an address translation mechanism, a main storage unit for holding instructions and data for controlling the central processing unit, and an external unit for holding a copy of some information in the main storage unit. An information processing apparatus having a memory, comprising an address conversion mechanism characterized in that it has means for generating an index address for accessing the external memory by inputting a logical address and a physical address in the central processing unit. Information processing equipment.
【請求項2】中央処理装置を制御するための命令やデー
タを保持する主記憶装置と、前記主記憶装置の情報の一
部の写しを保持する1次キャッシュメモリ、および物理
アドレスを生成するためのアドレス変換情報を記憶する
1次TLBを含み、アドレス変換機構を備えた中央処理
装置と、前記記憶装置の情報の一部の写しを保持する2
次キャッシュメモリ、および物理アドレスを生成するた
めのアドレス変換情報を記憶する2次TLBを構成する
外部メモリを備えた情報処理装置であって、 前記中央処理装置内に論理アドレスと物理アドレスとを
入力として、前記外部メモリに対し、2次キャッシュメ
モリをアクセスするインデックスアドレス、及び2次T
LBをアクセスするインデックスアドレスを生成する手
段と、 前記インデックスアドレス生成のための論理に必要とな
る論理アドレス用のバスと2次TLBから1次TLBア
ドレス変換情報を送るためのバスとを持つことを特徴と
するアドレス変換機構を備えた情報処理装置。
2. A main memory for holding instructions and data for controlling a central processing unit, a primary cache memory for holding a copy of part of the information in the main memory, and a physical address. A central processing unit that includes a primary TLB for storing the address translation information of the above, and is provided with an address translation mechanism, and holds a copy of part of the information in the storage unit.
An information processing device comprising a secondary cache memory and an external memory forming a secondary TLB for storing address translation information for generating a physical address, wherein a logical address and a physical address are input into the central processing unit. As an index address for accessing the secondary cache memory with respect to the external memory, and a secondary T
It has a means for generating an index address for accessing the LB, a bus for a logical address necessary for the logic for generating the index address, and a bus for sending the primary TLB address conversion information from the secondary TLB. An information processing apparatus having a characteristic address translation mechanism.
【請求項3】前記インデックスアドレス生成手段におい
て、2次TLBミスの時に論理アドレスを選択する手段
を持つことを特徴とする請求項2記載のアドレス変換機
構を備えた情報処理装置。
3. An information processing apparatus having an address conversion mechanism according to claim 2, wherein said index address generating means has means for selecting a logical address when a secondary TLB miss occurs.
【請求項4】前記インデックスアドレス生成手段におい
て、物理アドレスと論理アドレスを選択的にインデック
スアドレスとして用いるか、物理アドレスだけをインデ
ックスアドレスとして用いるかを選択する手段を持つこ
とを特徴とする請求項2記載のアドレス変換機構を備え
た情報処理装置。
4. The index address generating means has means for selecting whether to selectively use a physical address and a logical address as an index address, or to use only a physical address as an index address. An information processing apparatus provided with the described address translation mechanism.
【請求項5】前記外部メモリを、オペランド専用の2次
キャッシュメモリと命令専用の2次キャッシュメモリと
2次TLB専用のメモリの3つの領域に分けて利用し、
それぞれの領域の比を2対1対1とすること特徴とする
請求項2記載のアドレス変換機構を備えた情報処理装
置。
5. The external memory is used by being divided into three areas of a secondary cache memory dedicated to an operand, a secondary cache memory dedicated to an instruction, and a memory dedicated to a secondary TLB,
3. The information processing apparatus having an address conversion mechanism according to claim 2, wherein the ratio of each area is set to 2: 1: 1.
【請求項6】LSIとして1チップ化された中央処理装
置であって、主記憶装置の情報の一部の写しを保持する
1次キャッシュメモリ、および物理アドレスを生成する
ためのアドレス変換情報を記憶する1次TLBを含み、
論理アドレスと物理アドレスを入力として、2次キャッ
シュメモリおよび2次TLBを構成する外部メモリへア
クセスするインデックスアドレスを生成する手段を有
し、2次キャッシュメモリおよび2次TLBへアクセス
するためのインデックスアドレスを共通のピンより前記
外部メモリへ転送するように構成されたアドレス変換機
構を備えた中央処理装置。
6. A central processing unit integrated into one chip as an LSI, which stores a primary cache memory for holding a copy of a part of the information in a main memory and address conversion information for generating a physical address. Including the primary TLB
An index address for accessing the secondary cache memory and the secondary TLB has means for generating an index address for accessing a secondary cache memory and an external memory forming the secondary TLB by inputting the logical address and the physical address. A central processing unit having an address translation mechanism configured to transfer the data from a common pin to the external memory.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0997213A (en) * 1995-09-29 1997-04-08 Nec Corp Data processor
US7380097B2 (en) 2004-07-27 2008-05-27 Fujitsu Limited Apparatus and method for controlling address conversion buffer
US11681626B2 (en) 2021-04-05 2023-06-20 Fujitsu Limited Information processing device and information processing method for prefetching across page boundaries

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