JPH07219846A - Associative memory and data processor - Google Patents

Associative memory and data processor

Info

Publication number
JPH07219846A
JPH07219846A JP6026151A JP2615194A JPH07219846A JP H07219846 A JPH07219846 A JP H07219846A JP 6026151 A JP6026151 A JP 6026151A JP 2615194 A JP2615194 A JP 2615194A JP H07219846 A JPH07219846 A JP H07219846A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
data
address
cache memory
associative memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6026151A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Kuwata
真 鍬田
Kazutaka Mori
和孝 森
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6026151A priority Critical patent/JPH07219846A/en
Publication of JPH07219846A publication Critical patent/JPH07219846A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Microcomputers (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • For Increasing The Reliability Of Semiconductor Memories (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a technology to surely relieve an associative memory or an LSI including this associative memory. CONSTITUTION:A memory line valid/invalid flag generating part 103 and an AND circuit 111 serve as the means which invalidate the deciding result of an address comparing part 102 based on the information on a defective part. Even if the presence is decided for such an address that is inputted for a searching purpose, the operation is limited to read the data out of a data storage means by invalidating such deciding result. Thus it is possible to relieve an associative memory including such a defect that cannot be relieved in a redundant constitution.

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、連想メモリ、さらには
それにおける欠陥救済技術に関し、例えばシングルチッ
プマイクロコンピュータなどのデータ処理装置に含まれ
るキャッシュメモリに適用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an associative memory and a defect relief technique therefor, and more particularly to a technique effectively applied to a cache memory included in a data processing device such as a single chip microcomputer.

【0002】[0002]

【従来の技術】探索のために入力されたアドレスが存在
するか否かを判別し、その判別結果に基づいて対応する
データを出力するようにした連想メモリは、キャッシュ
メモリとして利用することができる。典型的なキャッシ
ュメモリでは、キャッシュが別々のセットのラインに分
割され、それぞれのセットには一定の少数のラインが含
まれているためにセット・アソシアティブと称される。
キャッシュの各ブロックにはアドレスタグ(単に「タ
グ」とも称する)が付けられ、そこにブロックフレーム
のアドレスが保持されている。CPU(中央処理装置)
がキャッシュにアクセスする場合、上記タグの値とブロ
ックフレームアドレスとの比較が行われる。この比較
は、キャッシュヒットする可能性のあるブロックについ
て行われる。キャッシュミスの場合には、ブロックの置
換えが行われる。その場合のブロックの置換え方法とし
ては、候補ブロックをランダムに選択するようにしたラ
ンダム法や、すぐに必要となる情報を捨ててしまわない
ように、ブロックへのアクセスを記録しておき、最も長
時間使用されなかったブロックを置換えの対象とするよ
うにしたLRU法を挙げることができる。
2. Description of the Related Art An associative memory that determines whether or not an address input for search exists and outputs corresponding data based on the determination result can be used as a cache memory. . A typical cache memory is called a set associative because the cache is divided into separate sets of lines, each set containing a certain small number of lines.
An address tag (also simply referred to as "tag") is attached to each block of the cache, and the address of the block frame is held therein. CPU (central processing unit)
When accessing the cache, the tag value is compared with the block frame address. This comparison is made for blocks that may result in cache hits. In the case of a cache miss, block replacement is performed. In that case, as a block replacement method, a random method in which candidate blocks are randomly selected or access to a block is recorded so that necessary information is not discarded immediately. An example of the LRU method is one in which blocks that have not been used for a time are targeted for replacement.

【0003】尚、キャッシュメモリについて記載された
文献の例としては、平成元年3月30日に丸善株式会社
から発行された「高性能コンピュータアーキテクチャ
(第31頁〜)」がある。
An example of a document describing the cache memory is "High Performance Computer Architecture (Page 31-)" issued by Maruzen Co., Ltd. on March 30, 1989.

【0004】ところで、一般的に半導体記憶装置の歩留
まりを向上させるには、メモリの冗長構成が有効とされ
る。すなわち、冗長構成として予備ビット若しくは予備
エレメントが設けられ、ウェーハプローブテストの段階
で欠陥が発見されると、その欠陥回路部分が所定の予備
エレメントに切換えられる。そのような切換えのための
情報は、電気ヒューズやレーザヒューズを含む冗長プロ
グラム回路にプログラムされ、それによって、欠陥救済
が可能とされる入力アドレスのビット数に呼応して複数
のプログラム回路が配置される。全てのヒューズが熔断
されていない状態では冗長救済は行われないが、ヒュー
ズが熔断されると、それに対応する欠陥回路部分が所定
の予備エレメントに切換えられるようにアドレシングさ
れる。そのように欠陥救済された半導体記憶装置は良品
とされる。
By the way, generally, in order to improve the yield of the semiconductor memory device, the redundant structure of the memory is effective. That is, a spare bit or spare element is provided as a redundant configuration, and when a defect is found in the wafer probe test stage, the defective circuit portion is switched to a predetermined spare element. Information for such switching is programmed in a redundant program circuit including electric fuses and laser fuses, whereby a plurality of program circuits are arranged in response to the number of bits of an input address which enables defect relief. It Redundant relief is not performed in the state where all the fuses are not blown, but when the fuses are blown, the defective circuit portion corresponding thereto is addressed so as to be switched to a predetermined spare element. The semiconductor memory device thus defectively repaired is regarded as a good product.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のような冗長構成
による欠陥救済技術は、連想メモリにも応用することが
できる。しかしながら、例えばシングルチップマイクロ
コンピュータなどのLSIに搭載される連想メモリで
は、一般にチップ面積の関係上、あまり大きな冗長メモ
リを搭載できない関係で、欠陥領域が大きい場合等にお
いては、上記のような冗長構成では十分に救済できない
場合がある。そのように救済できない場合、そのLSI
は不良品とされる。そのことが、連想メモリを含むLS
Iの歩留りの向上を阻害する主たる要因とされるのが、
本発明者によって見いだされた。
The defect remedy technique with the redundant configuration as described above can also be applied to an associative memory. However, in an associative memory mounted on an LSI such as a single-chip microcomputer, a large redundant memory cannot be mounted in general because of the chip area. Therefore, when the defective area is large, the redundant configuration as described above is used. In some cases, it may not be possible to provide sufficient relief. If such relief is not possible, the LSI
Is considered defective. That is, LS including associative memory
The main factor that hinders the improvement of the yield of I is
Found by the inventor.

【0006】本発明の目的は、連想メモリ又はそれを含
むLSIを的確に救済するための技術を提供することに
ある。本発明の別の目的は、連想メモリを含むデータ処
理装置の歩留りの向上を図ることにある。
An object of the present invention is to provide a technique for accurately relieving an associative memory or an LSI including it. Another object of the present invention is to improve the yield of a data processing device including an associative memory.

【0007】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるで
あろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The outline of the representative one of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0009】すなわち、探索のために入力されたアドレ
スがタグ情報と一致するか否かを判別するための判別手
段と、この判別結果に基づいて対応するデータを出力す
るためのデータ記憶手段とを含んで、連想メモリが構成
されるとき、欠陥部についての情報に基づいて上記判別
手段の判別結果を無効化するための手段を設けるもので
ある。このとき、上記無効化手段は、上記欠陥部を指示
するフラグを生成するためのフラグ生成手段と、この手
段によって生成されたフラグと上記判別手段の判別結果
との論理をとるための論理回路とを含んで構成すること
ができる。さらに、上記のように構成されたキャッシュ
メモリは、データ処理装置におけるキャッシュメモリに
適用することができる。
That is, a discriminating means for discriminating whether or not the address inputted for the search matches the tag information, and a data storing means for outputting the corresponding data based on the discrimination result. Including, when the associative memory is configured, means for invalidating the discrimination result of the discrimination means based on the information about the defective portion is provided. At this time, the invalidating means includes a flag generating means for generating a flag indicating the defective portion, and a logic circuit for taking a logic between the flag generated by this means and the discrimination result of the discriminating means. Can be included. Furthermore, the cache memory configured as described above can be applied to the cache memory in the data processing device.

【0010】[0010]

【作用】上記した手段によれば、上記判別手段の判別結
果を無効化するための手段は、上記判別手段の判別にお
いて、探索のために入力されたアドレスがキャッシュ内
に存在すると判断された場合にも、そのような判別結果
を無効化することによって、上記データ記憶手段に対す
るアクセスを禁止するように作用する。このことが、冗
長構成では救済不可能な欠陥を含む連想メモリ、さらに
はそのような連想メモリを含むLSIの救済を可能とす
る。
According to the above-mentioned means, the means for invalidating the discrimination result of the discrimination means is such that, in the discrimination of the discrimination means, it is determined that the address input for the search exists in the cache. Also, by invalidating such a determination result, it acts to prohibit access to the data storage means. This enables the associative memory including a defect that cannot be repaired by the redundant configuration and further the LSI including such an associative memory.

【0011】[0011]

【実施例】図2には本発明の一実施例であるマイクロコ
ンピュータが示される。
FIG. 2 shows a microcomputer which is an embodiment of the present invention.

【0012】図2に示されるマイクロコンピュータは、
特に制限されないが、公知の半導体集積回路製造技術に
より、単結晶シリコンなどのような一つの半導体基板に
形成される。
The microcomputer shown in FIG.
Although not particularly limited, it is formed on one semiconductor substrate such as single crystal silicon by a known semiconductor integrated circuit manufacturing technique.

【0013】CPU(中央処理装置)で実行されるべき
命令が格納された主記憶部22から同一命令を取込む場
合の時間短縮を図るため命令キャッシュメモリ21が配
置さている。この命令キャッシュメモリ21の出力が、
後段の命令デコーダ23によってデコードされることに
よって各部の動作制御信号が生成される。命令デコーダ
23のデコード出力のうちの一部がプログラムカウンタ
24に取込まれるようになっており、次に実行されるべ
き命令のアドレスが決定されるようになっている。
An instruction cache memory 21 is provided in order to shorten the time when the same instruction is fetched from the main memory unit 22 in which the instruction to be executed by the CPU (central processing unit) is stored. The output of this instruction cache memory 21 is
The operation control signal of each unit is generated by being decoded by the instruction decoder 23 in the subsequent stage. A part of the decode output of the instruction decoder 23 is taken in by the program counter 24, and the address of the instruction to be executed next is determined.

【0014】論理演算を行うための演算器28や、クロ
ック信号に同期してデータをシフトさせるためのシフタ
27、データの一事的な記憶領域等として利用される汎
用レジスタ26等を含んで成るCPU29が設けられ、
それの構成ブロックが、データバスによって互いにデー
タのやり取りが可能に結合されている。演算対象とされ
るデータの外部からの取込みには、データキャッシュメ
モリ25が利用されることによって、同一データの読込
み時間の短縮化が図られている。このようなマイクロコ
ンピュータにおいて、各機能ブロックの動作は、本LS
Iの外部若しくは内部で生成されたクロック信号CKが
基準とされる。
A CPU 29 including an arithmetic unit 28 for performing a logical operation, a shifter 27 for shifting data in synchronization with a clock signal, a general-purpose register 26 used as a temporary storage area of data, and the like. Is provided,
Its constituent blocks are coupled by a data bus so that they can exchange data with each other. The data cache memory 25 is used to fetch the data to be calculated from the outside, so that the reading time of the same data is shortened. In such a microcomputer, the operation of each functional block is performed by this LS.
A clock signal CK generated outside or inside I is used as a reference.

【0015】特に制限されないが、上記命令キャッシュ
メモリ21には、キャッシュが別々のセットに分割さ
れ、それぞれのセットには一定の少数のラインが含まれ
て成るセット・アソシアティブ(セット連想)方式が採
用される。ここで、セットとは、キャッシュ上の二つ以
上のブロックから成る集合を意味する。ブロックは、対
応するセットに対応づけられた後に、そのセット内の任
意の位置に置かれる。セットの選択は通常ブロックフレ
ームアドレスの何ビットかを抽出ことによって行われ
る。1セット内にn個のブロックが存在する場合に、n
ウェイ・セット・アソシアティブと称される。また、キ
ャッシュ上の任意の位置にブロックを置いてよい場合、
フル・アソシアティブと称される。命令キャッシュメモ
リ21の各ブロックにはタグが付いており、そこにブロ
ックフレームアドレスが保持される。CPU29によっ
て命令キャッシュメモリ21がアクセスされる場合、上
記タグとブロックフレームアドレスとが比較される。
Although not particularly limited, the instruction cache memory 21 employs a set associative method in which the cache is divided into separate sets, and each set includes a certain small number of lines. To be done. Here, the set means a set composed of two or more blocks on the cache. Blocks are placed anywhere in the set after being associated with the corresponding set. The selection of the set is usually performed by extracting some bits of the block frame address. If there are n blocks in one set, n
Called the Way Set Associative. Also, if you can put the block anywhere on the cache,
It is called the full associative. Each block of the instruction cache memory 21 has a tag, which holds a block frame address. When the instruction cache memory 21 is accessed by the CPU 29, the tag is compared with the block frame address.

【0016】探索のために入力されたアドレスが命令キ
ャッシュメモリ21に存在する場合には、上記タグとブ
ロックアドレスとが一致し、キャッシュヒットとされ
る。キャッシュヒットの場合、当該命令キャッシュメモ
リ21にデータとして保持されている命令が読出され、
それが、上記命令デコーダ23に伝達される。それに対
して、探索のために入力されたアドレスが命令キャッシ
ュメモリに存在しない場合には、ミスヒットとされ、当
該アドレスに対応する命令が主記憶部から読出され、そ
れが命令デコーダ23に伝達されるとともに、命令キャ
ッシュメモリ21の記憶状態が更新される。
When the address input for the search exists in the instruction cache memory 21, the tag matches the block address, and it is regarded as a cache hit. In the case of a cache hit, the instruction held as data in the instruction cache memory 21 is read,
It is transmitted to the instruction decoder 23. On the other hand, when the address input for the search does not exist in the instruction cache memory, it is regarded as a mishit, the instruction corresponding to the address is read from the main memory unit, and it is transmitted to the instruction decoder 23. At the same time, the storage state of the instruction cache memory 21 is updated.

【0017】ここで、従来技術に従えば、命令キャッシ
ュメモリ21の記憶部に欠陥を含む場合、例えば冗長構
成によってその欠陥の救済不可能とされた場合には、そ
のような命令キャッシュメモリ21を含むマイクロコン
ピュータは、他の部分が正常動作する場合であっても、
不良品とされる。それに対して本実施例では、上記のよ
うに命令キャッシュメモリ21の記憶部に欠陥を含む場
合において、その欠陥部へのアクセスが起らないように
制御することによって、換言すれば欠陥部が、キャッシ
ュ動作に関与しないように切捨てられることによって、
命令キャッシュメモリ21、及びそれを含むマイクロコ
ンピュータを救済している。つまり、欠陥が無い場合に
比べて、容量が小さい命令キャッシュメモリを搭載した
マイクロコンピュータとして救済している。例えば、命
令キャッシュメモリ21が、フル・アソシアティブ方式
で64エントリとされるとき、もしウェーハプロービン
グにおいて欠陥が発見された場合に、その欠陥部を使用
しないようにすることで、48エントリの命令キャッシ
ュメモリを含むマイクロコンピュータとして救済するこ
とができる。また、nウェイ・セット・アソシアティブ
方式の場合、もしウェーハプロービングにおいて欠陥が
発見された場合に、その欠陥部を使用しないようにする
ことで、該当部分のセットでn−j(j=1〜n−1)
ウェイ・セットとする、若しくはすべてのメモリでn−
jウェイ・セットとすることで救済することができる。
Here, according to the prior art, when the storage portion of the instruction cache memory 21 contains a defect, for example, when the defect cannot be repaired by a redundant configuration, such an instruction cache memory 21 is used. Including microcomputer, even when other parts work normally,
It is considered defective. On the other hand, in the present embodiment, in the case where the storage unit of the instruction cache memory 21 includes a defect as described above, control is performed so that access to the defective unit does not occur. By being truncated so that it does not participate in the cache operation,
The instruction cache memory 21 and the microcomputer including it are saved. In other words, it is relieved as a microcomputer equipped with an instruction cache memory having a smaller capacity than when there is no defect. For example, when the instruction cache memory 21 has 64 entries in the full associative system, if a defect is found in wafer probing, the defective portion is not used, so that the instruction cache memory of 48 entries can be used. Can be relieved as a microcomputer including. Further, in the case of the n-way set associative method, if a defect is found in wafer probing, the defective part is not used so that n−j (j = 1 to n) is set in the set of the corresponding part. -1)
Way set or n-in all memories
It can be relieved by using the j-way set.

【0018】図1には、上記命令キャッシュメモリ21
の構成例が示される。
FIG. 1 shows the instruction cache memory 21.
A configuration example of is shown.

【0019】同図に示されるように、この命令キャッシ
ュメモリ21は、特に制限されないが、置換セット判定
論理部101、アドレス比較部102、データ用メモリ
部107を含む。
As shown in the figure, the instruction cache memory 21 includes, but is not limited to, a replacement set determination logic unit 101, an address comparison unit 102, and a data memory unit 107.

【0020】上記置換セット判定論理部101は、命令
キャッシュメモリ21に探索用として入力されたアドレ
ス113の一部を取込んで、それに対応するセット番号
108を生成する。この置換セット判定論理部101の
後段には、生成されたセット番号に対応する1以上のア
ドレスタグと、入力アドレス113の一部との比較を行
うためのアドレス比較部102が配置される。
The replacement set judgment logic unit 101 fetches a part of the address 113 input to the instruction cache memory 21 for searching and generates a set number 108 corresponding thereto. An address comparison unit 102 for comparing one or more address tags corresponding to the generated set number with a part of the input address 113 is arranged at the subsequent stage of the replacement set determination logic unit 101.

【0021】上記アドレス比較部102は、上記置換セ
ット判定論理部101から出力されたセット番号108
に対応する1以上のアドレスタグと、入力アドレス11
3との比較を行う。このアドレス比較において、入力ア
ドレス113と一致するアドレスタグが存在する場合に
は、キャッシュヒットとされ、それとは逆に一致するア
ドレスタグが存在しない場合には、キャッシュミスとさ
れる。キャッシュヒットの場合、アドレス比較部105
によって一致信号105が、例えばハイレベルにアサー
トされる。
The address comparison unit 102 outputs the set number 108 output from the replacement set determination logic unit 101.
1 or more address tags corresponding to the input address 11
Compare with 3. In this address comparison, if there is an address tag that matches the input address 113, it is a cache hit, and conversely, if there is no matching address tag, it is a cache miss. In the case of a cache hit, the address comparison unit 105
Causes the match signal 105 to be asserted at a high level, for example.

【0022】上記データ用メモリ部107は、上記アド
レス比較部102のアドレス比較により一致信号105
がハイレベルにアサートされた場合に、それに対応する
データライン(記憶情報)を出力する。この出力データ
は、入力アドレス113に対応する命令として、図1に
示される命令デコーダ23に伝達されるようになってい
る。
The data memory section 107 receives a match signal 105 according to the address comparison of the address comparison section 102.
When is asserted to a high level, the corresponding data line (stored information) is output. This output data is transmitted to the instruction decoder 23 shown in FIG. 1 as an instruction corresponding to the input address 113.

【0023】さらに本実施例では、上記アドレス比較部
102の判別結果を無効化するための無効化手段とし
て、メモリライン有効/無効フラグ生成部103と、そ
の出力フラグが伝達される複数のアンド回路111が設
けられている。メモリライン有効/無効フラグ生成部1
03から出力されるフラグがハイレベルの場合、それに
対応するアンド回路111が活性化状態とされるが、そ
れとは逆に上記フラグがローレベルの場合、一致信号1
05の伝達が阻止される。
Further, in this embodiment, as the invalidation means for invalidating the determination result of the address comparison unit 102, the memory line valid / invalid flag generation unit 103 and a plurality of AND circuits to which the output flags are transmitted. 111 is provided. Memory line valid / invalid flag generator 1
When the flag output from 03 is high level, the corresponding AND circuit 111 is activated. On the contrary, when the flag is low level, the match signal 1
05 transmission is blocked.

【0024】上記メモリライン有効/無効フラグ生成部
103は、特に制限されないが、情報記憶手段としての
複数のヒューズ回路を含んで成る。このヒューズ回路に
は、特に制限されないが、図3(a)に示されるよう
に、ヒューズ201と抵抗206との直列接続回路が複
数形成される。この直列接続回路の数は、特に制限され
ないが、データ用メモリ部107のライン数に対応す
る。ヒューズ201の他端は高電位側電源Vddに結合
され、また、上記抵抗の他端はグランドGNDに結合さ
れている。ヒューズ201が切断されない状態では、メ
モリライン有効/無効フラグ104はハイレベルとされ
るが、ヒューズ切断回路202によってヒューズ201
が切断された状態では、メモリライン有効/無効フラグ
104はローレベルとされる。本実施例マイクロコンピ
ュータのウェーハプロービングにおいて、もし、データ
用メモリ部107に欠陥が発見された場合、その欠陥部
の使用を禁止するため、当該欠陥部のデータラインに対
応するヒューズ201が切断される。上記ヒューズ切断
回路202には、特に制限されないが、上記ヒューズ2
01に過電流を供給することによって、当該ヒューズ2
01を電気的に熔断する方式を採用することができる。
Although not particularly limited, the memory line valid / invalid flag generator 103 includes a plurality of fuse circuits as information storage means. Although not particularly limited, a plurality of series-connected circuits of the fuse 201 and the resistor 206 are formed in this fuse circuit, as shown in FIG. The number of serially connected circuits is not particularly limited, but corresponds to the number of lines of the data memory unit 107. The other end of the fuse 201 is coupled to the high-potential side power supply Vdd, and the other end of the resistor is coupled to the ground GND. In the state where the fuse 201 is not cut, the memory line valid / invalid flag 104 is set to the high level, but the fuse cutting circuit 202 causes the fuse 201 to operate.
The memory line valid / invalid flag 104 is set to a low level in a state in which is disconnected. In wafer probing of the microcomputer of the present embodiment, if a defect is found in the data memory section 107, the fuse 201 corresponding to the data line of the defective section is blown to prohibit the use of the defective section. . The fuse cutting circuit 202 is not particularly limited, but the fuse 2
01 by supplying an overcurrent to the fuse 2
A method of electrically cutting 01 can be adopted.

【0025】次に、本実施例の動作について詳述する。Next, the operation of this embodiment will be described in detail.

【0026】先ず、ウェーハプロービングにおいて、デ
ータ用メモリ部107、及びそのメモリ部107に対応
する置換セット判定機能やアドレス比較機能が正常と判
断された場合、メモリ有効/無効フラグ生成部103内
の全てのヒューズ201は切断されない。その場合、全
てのメモリライン有効/無効フラグ104は、ハイレベ
ルとされるので、アドレス比較部102からの論理出力
は、アンド回路111を介して後段のデータ用メモリ部
107に伝達可能とされる。
First, in the wafer probing, when the data memory unit 107 and the replacement set determination function and the address comparison function corresponding to the memory unit 107 are determined to be normal, all of the memory valid / invalid flag generation unit 103. Fuse 201 is not blown. In that case, since all the memory line valid / invalid flags 104 are set to the high level, the logical output from the address comparison unit 102 can be transmitted to the data memory unit 107 in the subsequent stage via the AND circuit 111. .

【0027】図2に示されるプログラムカウンタ24の
デコード出力に基づいて、命令キャッシュメモリ21に
アドレス113が入力されると、それが、置換セット判
定論理部101、及び、アドレス比較部102に取込ま
れる。変換されるアドレスの一部が置換セット判定論理
部101に取込まれると、この置換セット判定論理部1
01は、入力されたアドレスに対応するセット番号を生
成する。その後、アドレス比較部102において、置換
セット判定論理部101から出力されたセット番号に基
づいて参照された1ケ以上のアドレスタグと、対応する
アドレスの一部とが比較される。この命令キャッシュメ
モリ21に該当するデータが保存されている場合、アド
レスタグと入力アドレス113とが一致することによ
り、一致信号105がアサートされ、それにより、デー
タ用メモリ部107から該当データが読出される。
When the address 113 is input to the instruction cache memory 21 based on the decoded output of the program counter 24 shown in FIG. 2, it is fetched by the replacement set determination logic unit 101 and the address comparison unit 102. Be done. When a part of the converted address is taken in by the replacement set determination logic unit 101, the replacement set determination logic unit 1
01 generates a set number corresponding to the input address. Then, the address comparison unit 102 compares one or more address tags referred to based on the set number output from the replacement set determination logic unit 101 with a part of the corresponding address. When the corresponding data is stored in the instruction cache memory 21, the match signal 105 is asserted when the address tag and the input address 113 match, whereby the corresponding data is read from the data memory unit 107. It

【0028】それに対して、連想メモリに該当データが
保存されていない場合には、アドレス比較部102にお
けるアドレス比較において、アドレスタグとアドレスと
が一致しないから、一致信号105はネゲート状態とさ
れる。この状態で、データ用メモリ部107からデータ
は読出されない。また、このとき、全てのアンド回路1
11の出力の論理和を得るためのノア回路112の論理
出力であるミス信号109がハイレベルにアサートさ
れ、この連想メモリの下位に位置する主記憶部より、当
該アドレスのデータが読出される。また、その場合、候
補ブロックをランダムに選択するようにしたランダム法
や、すぐに必要となる情報を捨ててしまわないように、
ブロックへのアクセスを記録しておき、最も長時間使用
されなかったブロックを置換えの対象とするようにした
LRU法などの手法によって、ブロックの置換えが行わ
れる。つまり、メモリライン有効/無効フラグで無効と
されている部分を除いて、置換セット判定論理部101
の該当セット番号が選択され、該当するアドレスタグに
アドレスタグ情報が格納される。そして、データ用メモ
リ部107の該当ラインには、対応する上記タグに対応
するデータが格納される。
On the other hand, when the corresponding data is not stored in the associative memory, the address tag and the address do not match in the address comparison in the address comparison unit 102, so that the match signal 105 is negated. In this state, no data is read from the data memory unit 107. At this time, all AND circuits 1
The miss signal 109, which is the logical output of the NOR circuit 112 for obtaining the logical sum of the outputs of 11, is asserted to the high level, and the data of the address is read from the main memory located in the lower part of the associative memory. Also, in that case, do not discard the random method that randomly selected candidate blocks and the information that you need immediately,
Block replacement is performed by a method such as the LRU method in which access to a block is recorded and the block that has not been used for the longest time is targeted for replacement. That is, the replacement set determination logic unit 101 is excluded except for the portion invalidated by the memory line valid / invalid flag.
Corresponding set number is selected, and the address tag information is stored in the corresponding address tag. Then, the data corresponding to the corresponding tag is stored in the corresponding line of the data memory unit 107.

【0029】次に、ウェーハプロービングにおいて、デ
ータ用メモリ部107、及びそのメモリ部107に対応
する置換セット判定機能やアドレス比較機能の一部の欠
陥が認められた場合、当該メモリ有効/無効フラグ生成
部103内の該当ヒューズ201が切断されることによ
って、当該欠陥部の使用が制限される。つまり、メモリ
ライン有効/無効フラグ生成部103において、ヒュー
ズ201が切断された箇所のフラグはローレベルとされ
るから、それに対応するアンド回路111の活性化が阻
止され、それに対応するデータラインの出力が禁止され
る。
Next, in the wafer probing, when some defects in the data memory unit 107 and the replacement set determination function and the address comparison function corresponding to the memory unit 107 are recognized, the memory valid / invalid flag is generated. By cutting the corresponding fuse 201 in the portion 103, use of the defective portion is restricted. That is, in the memory line valid / invalid flag generation unit 103, the flag at the location where the fuse 201 is blown is set to low level, so that the activation of the corresponding AND circuit 111 is blocked and the output of the corresponding data line is output. Is prohibited.

【0030】この状態で、仮にアドレス比較部102で
のアドレス比較の結果、一致信号105がハイレベルに
アサートされたとしても、当該一致信号105に対応す
るアンド回路111が非活性状態とされるから、データ
用メモリ部107からデータが読出されることはない。
またこのとき、ミス信号109がハイレベルにアサート
されるので、この連想メモリの下位に位置する主記憶部
から該当データが読出される。そして、それとほぼ同時
に、連想メモリの記憶内容が更新される。
In this state, even if the match signal 105 is asserted to the high level as a result of the address comparison in the address comparing section 102, the AND circuit 111 corresponding to the match signal 105 is inactivated. No data is read from the data memory unit 107.
At this time, since the miss signal 109 is asserted to the high level, the corresponding data is read from the main memory located in the lower part of this associative memory. At about the same time, the content stored in the associative memory is updated.

【0031】上記実施例によれば以下の作用効果が得ら
れる。
According to the above embodiment, the following operational effects can be obtained.

【0032】(1)欠陥部についての情報に基づいてア
ドレス比較部102の判別結果を無効化するための手段
として、メモリライン有効/無効フラグ生成部103を
設けることによって、探索のために入力されたアドレス
が存在すると判断された場合にも、そのような判別結果
を無効化することによって、データ記憶手段からのデー
タ読出しを制限して、冗長構成では救済不可能な欠陥を
含む連想メモリを、小容量のキャッシュメモリとして救
済することができる。
(1) As a means for invalidating the determination result of the address comparing section 102 based on the information about the defective portion, the memory line valid / invalid flag generating section 103 is provided so that it is inputted for the search. Even when it is determined that there is an address, the determination result is invalidated to limit the data read from the data storage unit, and the associative memory including a defect that cannot be repaired by the redundant configuration, It can be relieved as a small capacity cache memory.

【0033】(2)また、上記欠陥部を指示するフラグ
を生成するためのフラグ生成手段としてのメモリライン
有効/無効フラグ生成部103と、生成されたフラグと
アドレス比較部102からの出力との論理積を得るため
のアンド回路111とを含んで上記無効化手段を構成す
ることによって、比較的簡単な回路でありながら、上記
のような判別結果の無効化を的確に行うことができる。
(2) Further, a memory line valid / invalid flag generating section 103 as a flag generating means for generating a flag indicating the defective portion, and the generated flag and the output from the address comparing section 102. By configuring the invalidation means including the AND circuit 111 for obtaining the logical product, it is possible to accurately perform the invalidation of the determination result as described above, although it is a relatively simple circuit.

【0034】(3)さらに、上記キャッシュメモリを、
マイクロコンピュータの命令キャッシュメモリに適用す
ることによって、キャッシュメモリの欠陥に起因する歩
留りを向上させることができる。換言すれば、冗長構成
では救済不可能とされるような欠陥を含む場合でも、そ
れを救済することによって、1種類の連想メモリ、若し
くはそれを含むマイクロコンピュータにおいて、キャッ
シュメモリ容量の異なる複数ランクの製品展開を効率良
く行うことができる。
(3) Further, the cache memory is
By applying it to the instruction cache memory of the microcomputer, it is possible to improve the yield due to the defect of the cache memory. In other words, even when a defect that cannot be repaired by the redundant configuration is included, by repairing the defect, one kind of associative memory or a microcomputer including the same has a plurality of ranks with different cache memory capacities. Product development can be performed efficiently.

【0035】図3、及び図4には上記メモリライン有効
/無効フラグ生成部103の他の構成例が示される。
3 and 4 show another example of the configuration of the memory line valid / invalid flag generating section 103.

【0036】例えば、メモリライン有効/無効フラグ
は、図3(a)に示されるように、ヒューズ切断回路2
02を備えたヒューズ201と、抵抗206とを用いて
形成するのが、比較的簡単であるが、この抵抗206に
代えて能動素子例えばトランジスタを適用することがで
きる。また、ヒューズ回路に代えて、PROM(プログ
ラマブル・リード・オンリ・メモリ)や、EPROM
(エレクトリカリ・プログラマブル・リード・オンリ・
メモリ)、EEPROM(エレクトリカリ・イレーザブ
ル・アンド・プログラマブル・リード・オンリ・メモ
リ)等の情報記憶手段を適用することができる。
For example, the memory line valid / invalid flag is set in the fuse cutting circuit 2 as shown in FIG.
Although it is relatively simple to form using the fuse 201 including 02 and the resistor 206, an active element such as a transistor can be applied instead of the resistor 206. Further, instead of the fuse circuit, a PROM (programmable read only memory) or an EPROM
(Electrical programmable programmable read only
An information storage means such as a memory) or an EEPROM (electrically erasable and programmable read only memory) can be applied.

【0037】また、図3(b)に示されるように、連想
メモリの外部から、メモリライン有効/無効フラグを示
す状態を設定可能なレジスタ301を組み込むようして
も良い。この場合、レジスタ301へのフラグ設定は、
CPU29を含むシステムの起動の際に当該CPU29
によって行われる。
Further, as shown in FIG. 3B, a register 301 capable of setting a state indicating a memory line valid / invalid flag may be incorporated from the outside of the associative memory. In this case, the flag setting to the register 301 is
When the system including the CPU 29 is activated, the CPU 29
Done by

【0038】さらに、図4に示される構成では、図1に
示されるメモリライン有効/無効フラグ生成部103
や、アンド回路111の機能を、アドレス比較部102
内に設けるようにしている。入力アドレス113と、ア
ドレスタグ303との比較を行うための比較器304が
設けられ、この比較器304の論理出力が、後段のアン
ド回路402を介することにより、一致信号105とし
て出力されるようになっている。そして、キャッシュ中
のあるブロックの情報は無効であることを示すフラグ
(これをデータ有効/無効フラグと称する)を生成する
ためのデータ有効/無効フラグ生成部302が設けら
れ、有効ビットが設定されていない場合には、一致信号
105が出力されないようになっている。このデータ有
効/無効フラグ生成部302に対して併設されるように
メモリライン有効/無効フラグ生成部301が設けら
れ、このメモリライン有効/無効フラグ生成部301の
論理出力と、上記データ有効/無効フラグフラグ生成部
302との論理積が、後段のアンド回路401によって
得られるようになっている。そして、このアンド回路4
01の論理出力と、上記比較回路304の比較出力との
論理積が、アンド回路402によって得られるようにな
っている。このように構成しても、判別手段としての比
較器304の論理出力の伝達を、フラグに基づいて制限
することができるので、上記実施例の場合と同様の作用
効果を得ることができる。
Further, in the configuration shown in FIG. 4, the memory line valid / invalid flag generator 103 shown in FIG.
Alternatively, the function of the AND circuit 111 is changed to the address comparison unit 102.
It is designed to be installed inside. A comparator 304 for comparing the input address 113 and the address tag 303 is provided, and the logical output of the comparator 304 is output as the coincidence signal 105 by passing through the AND circuit 402 in the subsequent stage. Has become. Then, a data valid / invalid flag generation unit 302 for generating a flag indicating that the information of a certain block in the cache is invalid (this is called a data valid / invalid flag) is provided, and the valid bit is set. If not, the coincidence signal 105 is not output. A memory line valid / invalid flag generating section 301 is provided so as to be provided side by side with the data valid / invalid flag generating section 302. The logic output of the memory line valid / invalid flag generating section 301 and the data valid / invalid The logical product of the flag and the flag generation unit 302 is obtained by the AND circuit 401 in the subsequent stage. And this AND circuit 4
The AND circuit 402 obtains the logical product of the logical output of 01 and the comparative output of the comparison circuit 304. Even with such a configuration, the transmission of the logic output of the comparator 304 as the determination means can be limited based on the flag, and therefore the same effect as that of the above embodiment can be obtained.

【0039】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲におい
て種々変更可能であることは言うまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited thereto, and needless to say, various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Yes.

【0040】例えば、上記実施例では、メモリライン有
効/無効フラグを、データライン単位で設定するように
したが、ウェイ(ブロック)単位で設定するようにして
も良い。また、上記実施例では命令キャッシュメモリ2
1に適用した場合について説明したが、同様にデータキ
ャッシュメモリ25に適用することによって、このデー
タキャッシュメモリ25の欠陥救済を行うことができ
る。
For example, in the above embodiment, the memory line valid / invalid flag is set for each data line, but it may be set for each way (block). In the above embodiment, the instruction cache memory 2
Although the case of application to No. 1 has been described, the defect relief of this data cache memory 25 can be performed by applying it to the data cache memory 25 in the same manner.

【0041】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるマイク
ロコンピュータの内蔵キャッシュメモリに適用した場合
について説明したが、本発明はそれに限定されるもので
はなく、連想メモリ自体が1チップ化されて成るLSI
や、連想メモリを含む各種データ処理装置に広く適用す
ることができる。
In the above description, the case where the invention made by the present inventor is mainly applied to the built-in cache memory of the microcomputer, which is the field of application of the background, has been described, but the present invention is not limited thereto. , LSI in which associative memory itself is integrated into one chip
Alternatively, it can be widely applied to various data processing devices including an associative memory.

【0042】本発明は、少なくともデータ記憶手段を備
えることを条件に適用することができる。
The present invention can be applied on condition that at least a data storage means is provided.

【0043】[0043]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
の通りである。
The effects obtained by the typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0044】すなわち、欠陥部についての情報に基づい
て上記判別手段の判別結果を無効化するための手段を設
けることによって、探索のために入力されたアドレスが
存在すると判断された場合にも、そのような判別結果を
無効化することによって、データ記憶手段からのデータ
読出しが制限されることによってデータ読出しが禁止さ
れるので、冗長構成では救済不可能な欠陥を含む連想メ
モリを救済することができる。
That is, even if it is determined that the address input for the search exists by providing a means for invalidating the determination result of the above-mentioned determination means based on the information about the defective portion, it is possible to By invalidating such a determination result, data reading is prohibited by limiting data reading from the data storage unit, so that the associative memory including a defect that cannot be repaired by the redundant configuration can be repaired. .

【0045】また、上記欠陥部を指示するフラグを生成
するためのフラグ生成手段と、この手段によって生成さ
れたフラグと上記判別手段の判別結果との論理をとるた
めの論理回路とを含んで上記無効化手段を構成すること
によって、上記のような判別結果の無効化を的確に行う
ことができる。
Further, it includes a flag generating means for generating a flag indicating the defective portion, and a logic circuit for taking a logic between the flag generated by this means and the discrimination result of the discriminating means. By configuring the invalidation means, it is possible to accurately invalidate the determination result as described above.

【0046】そして、上記のように構成されたキャッシ
ュメモリを、マイクロコンピュータなどのデータ処理装
置に適用することによって、当該キャッシュメモリの欠
陥救済により、当該データ処理装置の歩留りの向上を図
ることができる。
By applying the cache memory configured as described above to a data processing device such as a microcomputer, the yield of the data processing device can be improved by repairing defects in the cache memory. .

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

【図1】本発明の一実施例であるマイクロコンピュータ
に適用される命令キャッシュメモリの構成ブロック図で
ある。
FIG. 1 is a configuration block diagram of an instruction cache memory applied to a microcomputer which is an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例であるマイクロコンピュータ
の構成ブロック図である。
FIG. 2 is a configuration block diagram of a microcomputer that is an embodiment of the present invention.

【図3】(a)は上記命令キャッシュメモリに含まれる
メモリライン有効/無効フラグ生成部の構成例回路図、
(b)は上記メモリライン有効/無効フラグ生成部の他
の構成例ブロック図である。
FIG. 3A is a circuit diagram of a configuration example of a memory line valid / invalid flag generation unit included in the instruction cache memory;
FIG. 9B is a block diagram of another configuration example of the memory line valid / invalid flag generation unit.

【図4】上記メモリライン有効/無効フラグ生成部の他
の構成例ブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram of another configuration example of the memory line valid / invalid flag generation unit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 命令キャッシュメモリ 22 主メモリ 23 命令デコーダ 24 プログラムカウンタ 25 データキャッシュメモリ 26 レジスタ 27 シフタ 28 演算器 101 置換セット判定論理部 102 アドレス比較部 103 メモリライン有効/無効フラグ生成部 104 有効無効フラグ 105 一致信号 107 データ用メモリ部 108 データ 109 ミス信号 111 アンド回路 112 ノア回路 201 ヒューズ 202 ヒューズ切断回路 203 メモリライン有効/無効フラグ 206 抵抗 301 メモリライン有効/無効フラグ生成部 302 データ有効/無効フラグ生成部 303 アドレスタグ 304 比較器 Vdd 高電位側電源 GND グランド 21 instruction cache memory 22 main memory 23 instruction decoder 24 program counter 25 data cache memory 26 register 27 shifter 28 arithmetic unit 101 replacement set determination logic unit 102 address comparison unit 103 memory line valid / invalid flag generation unit 104 valid / invalid flag 105 match signal 107 data memory section 108 data 109 miss signal 111 AND circuit 112 NOR circuit 201 fuse 202 fuse cutting circuit 203 memory line valid / invalid flag 206 resistance 301 memory line valid / invalid flag generation section 302 data valid / invalid flag generation section 303 address Tag 304 Comparator Vdd High potential side power supply GND Ground

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 探索のために入力されたアドレスがタグ
情報と一致するか否かを判別するための判別手段と、こ
の判別結果に基づいて対応するデータを出力するための
データ記憶手段とを含む連想メモリにおいて、欠陥部に
ついて予め設定された情報に基づいて上記判別手段の判
別結果を無効化するための無効化手段を含むことを特徴
とする連想メモリ。
1. A discriminating means for discriminating whether or not the address inputted for the search matches the tag information, and a data storing means for outputting corresponding data based on the discrimination result. An associative memory including the invalidation means for invalidating the determination result of the determination means based on preset information about the defective portion.
【請求項2】 上記無効化手段は、欠陥部を指示するフ
ラグを生成するためのフラグ生成手段と、この手段によ
って生成されたフラグと上記判別手段の判別結果との論
理演算を行うための論理回路とを含む請求項1記載の連
想メモリ。
2. The invalidating means is a flag generating means for generating a flag indicating a defective portion, and a logic for performing a logical operation between the flag generated by this means and the discrimination result of the discriminating means. The associative memory of claim 1 including a circuit.
【請求項3】 主記憶装置と、この主記憶装置をアクセ
ス可能な中央処理装置と、この中央処理装置と上記主記
憶装置との間に介在され、上記中央処理装置によってア
クセスした情報を一時的に保存するためのキャッシュメ
モリとを含むデータ処理装置において、上記キャッシュ
メモリとして、請求項1又は2記載の連想メモリを含む
ことを特徴とするデータ処理装置。
3. A main memory, a central processing unit that can access the main memory, and information temporarily accessed by the central processing unit interposed between the central processing unit and the main memory. A data processing device including a cache memory for storing in the data processing device, wherein the associative memory according to claim 1 or 2 is included as the cache memory.
JP6026151A 1994-01-28 1994-01-28 Associative memory and data processor Withdrawn JPH07219846A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6026151A JPH07219846A (en) 1994-01-28 1994-01-28 Associative memory and data processor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6026151A JPH07219846A (en) 1994-01-28 1994-01-28 Associative memory and data processor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07219846A true JPH07219846A (en) 1995-08-18

Family

ID=12185539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6026151A Withdrawn JPH07219846A (en) 1994-01-28 1994-01-28 Associative memory and data processor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07219846A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015095272A (en) * 2013-11-14 2015-05-18 富士通株式会社 Semiconductor integrated circuit manufacturing method, semiconductor storage device, and semiconductor integrated circuit

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015095272A (en) * 2013-11-14 2015-05-18 富士通株式会社 Semiconductor integrated circuit manufacturing method, semiconductor storage device, and semiconductor integrated circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8127184B2 (en) System and method including built-in self test (BIST) circuit to test cache memory
US8291168B2 (en) Disabling cache portions during low voltage operations
US7805574B2 (en) Method and cache system with soft I-MRU member protection scheme during make MRU allocation
KR960016403B1 (en) Fully integrated cache architecture
Shirvani et al. PADded cache: a new fault-tolerance technique for cache memories
US20040255209A1 (en) Apparatus and method for compressing redundancy information for embedded memories, including cache memories, of integrated circuits
US5835504A (en) Soft fuses using bist for cache self test
US6678790B1 (en) Microprocessor chip having a memory that is reconfigurable to function as on-chip main memory or an on-chip cache
US5958068A (en) Cache array defect functional bypassing using repair mask
JPH10334695A (en) Cache memory and information-processing system
US10528473B2 (en) Disabling cache portions during low voltage operations
JPH10320280A (en) Method for storing value in cache, and computer system
EP0626644B1 (en) Structure to utilize a partially functional cache memory
KR100297914B1 (en) Multiple Cache Directories for Snooping Devices
US5708789A (en) Structure to utilize a partially functional cache memory by invalidation of faulty cache memory locations
JPH10320279A (en) Recoverable high-speed directory access method
US6954827B2 (en) Cache memory capable of selecting size thereof and processor chip having the same
JPH07219846A (en) Associative memory and data processor
JP2997370B2 (en) Cache memory
JPH07122076A (en) Cache memory
US6549986B1 (en) Low power instruction cache
US11507174B2 (en) System physical address size aware cache memory
JPH01228036A (en) Cache memory
JPH0330036A (en) Semiconductor storage device
KR0176186B1 (en) Address mapping circuit of pc chip set

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010403