JPH0756812A - メモリ装置 - Google Patents

メモリ装置

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JPH0756812A
JPH0756812A JP22518793A JP22518793A JPH0756812A JP H0756812 A JPH0756812 A JP H0756812A JP 22518793 A JP22518793 A JP 22518793A JP 22518793 A JP22518793 A JP 22518793A JP H0756812 A JPH0756812 A JP H0756812A
Authority
JP
Japan
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cache
memory
address
dram
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP22518793A
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English (en)
Inventor
Tadashi Munetomo
正 宗友
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0756812A publication Critical patent/JPH0756812A/ja
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  • Static Random-Access Memory (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Dram (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャッシュ内蔵DRAMのアクセス時の高速
化を図る。 【構成】 DRAMを2つのバンク3,4に分け、連続
アドレスのうち偶数アドレスをバンク3に、奇数アドレ
スをバンク4に割当てる。アドレスタグメモリ13にて
キャッシュヒットと判断された場合、DRAMアクセス
はせず、高速キャッシュメモリ12へアクセスする。キ
ャッシュミス時は、DRAMのバンク3,4に対してイ
ンタリーブ方式でアクセスするので、各バンクの行列線
のチャージアップ時間が夫々半分となり高速化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はメモリ装置に関し、特に
キャッシュメモリとしてSRAMを用いたDRAM装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種のSRAM内蔵DRAM装
置の例としては、特開平2−297791号公報や特開
平3−137888号公報等に開示されている。
【0003】これ等のSRAM内蔵DRAM装置におい
ては、メモリアクセス時にキャッシュヒットであれば、
キャッシュメモリである高速のSRAMへアクセスが行
われ、高速アクセスを可能としており、キャッシュミス
であればDRAMへアクセスが行われるようになってい
る。
【0004】また、キャッシュメモリのライトプロトコ
ルとしては、ライトサイクルでキャッシュヒットしたと
きにキャッシュの内容を更新する場合、必ず該当するア
ドレスのDRAMの内容も更新するライトスルー方式
と、同じくライトサイクルでキャッシュヒットしたとき
に、キャッシュの内容のみを更新し、DRAMに対して
は必要に応じてライトバックを行うライトバック方式と
がある。
【0005】上述した各公開公報の技術では、ライトプ
ロトコルとしてライトスルー方式が採用されている。
【0006】
【課題を解決するための手段】従来のSRAM内蔵DR
AMにおいては、以下の如き欠点がある。第1の欠点
は、DRAMは単一のバンク構造であるために、行線や
列線が長くなりこれ等行列線に対するチャージアップ時
間がそれだけ増大して、結果としてDRAMへのアクセ
ス時間が長くなり、キャッシュミス時のDRAMへのア
クセス性能が低下することである。
【0007】第2の欠点はキャッシュメモリのライトプ
ロトコルとしてライトスルー方式が採用されているため
に、ライトサイクルにおいてキャッシュヒットしたとき
SRAMのみならずDRAMに対しても常にライトアク
セスが発生するので、ライトサイクルでの性能が低下す
ることである。
【0008】本発明の目的は、キャッシュミス時のアク
セスの高速化を図ると共にライトヒット時のアクセスの
高速化を図るようにしたキャッシュ内蔵DRA装置を提
供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明によるメモリ装置
は、奇数及び偶数アドレスが夫々割当てられた第1及び
第2のバンクに分割されたランダムアクセスメモリと、
このランダムアクセスメモリの記憶データの一部写しを
格納したより高速のキャッシュメモリと、入力アドレス
に対応したデータが前記キャッシュメモリに格納されて
いるかどうかを判断するキャッシュヒット判断手段と、
リードサイクルにおいて、前記キャッシュヒット判断手
段によりキャッシュヒットと判断されたとき前記キャッ
シュメモリから前記入力アドレスに対応するデータを読
出すよう制御し、ミスヒットと判断されたとき前記入力
アドレスに対応するデータを前記ランダムアクセスメモ
リの第1及び第2のバンクから交互に連続してデータを
読出すよう制御する制御手段と、を含むことを特徴とす
る。
【0010】本発明による他のメモリ装置は、前記キャ
ッシュメモリに格納された各データが前記ランダムアク
セスメモリの対応アドレスの格納データと一致するかど
うかを示す一致表示手段と、ライトサイクルにおいて、
前記キャッシュヒット判断手段によりキャッシュヒット
と判断されたとき前記キャッシュメモリの入力アドレス
に対応するデータを更新すると共に前記一致表示手段の
対応表示を不一致表示とする制御手段と、を更に含むこ
とを特徴とする。
【0011】本発明による更に他のメモリ装置は、リー
ドサイクルにおいて、前記キャッシュヒット判断手段に
よりキャッシュミスと判断されたとき入力アドレスに対
応する前記一致表示手段の表示が不一致を示す場合、前
記キャッシュメモリ対応データを前記ランダムアクセス
メモリの対応アドレスへ書き戻すよう制御する制御手段
を更に含むことを特徴とする。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
【0013】図1は本発明の一実施例のブロック図であ
る。図において、DRAMは第1及び第2のバンク3,
4に分割されており、第1DRAMに偶数アドレスが、
第2DRAMバンクに奇数アドレスが夫々割当てられて
おり、いわゆるインタレース方式のバンクメモリとなっ
ているものとする。
【0014】行アドレスバッファ1は外部アドレス10
1から行アドレス102を生成して各バンクの行アドレ
スデコーダ5,6へ同一の行アドレスを供給する。
【0015】列アドレスバッファ2は、外部アドレス1
01から列アドレス103を生成して、第1DRAMバ
ンク3の列アドレスデコーダ7に与える。更に、この列
アドレス103の次の列アドレス104を生成してお
き、第2DRAMバンク4の列アドレスデコーダ8に与
える。
【0016】第1DRAMバンク3は行アドレスデコー
ダ5によって定められる1行のデータをセンスアンプ9
にセットし、このセットされたセンスアンプ9における
1行のデータから、列アドレスデコーダ7によって定め
られる1つの列データを選択する。
【0017】キャッシュアドレスバッファ11は外部ア
ドレス101から図2に示す如くキャッシュメモリ用の
各アドレス(タグアドレス201,ラインアドレス20
2,ブロックアドレス203)を生成し、キャッシュメ
モリ12に対してラインアドレスを与え、アドレスタグ
メモリ13にはラインアドレスとタグアドレスとを与え
る。
【0018】キャッシュメモリ12はDRAM3,4の
データの一部写しを、例えば1ライン単位(連続する1
6バイトのデータ)で格納している。アドレスタグメモ
リ13はキャッシュメモリ12内に格納されている各ラ
イン単位のデータのアドレス(タグアドレス)を記憶す
るものであり、ラインアドレスにより索引され、この索
引結果である読出しタグアドレスとキャッシュアドレス
バッファ11から生成されたタグアドレスとがコンパレ
ータ301にて比較され、キャッシュヒット及びミスヒ
ットの判断が行われる。
【0019】コンパレータ301の判断結果109はア
ンドゲート202の開閉を制御しており、キャッシュヒ
ット時にはアンドゲート302が開いてキャッシュメモ
リ12から読出されたラインデータがキャッシュデータ
バス107を介して導出されるようになっている。
【0020】かかる構成において、先述した如く、第1
DRAMバンク3に偶数アドレスを割り当て、第2DR
AMバンク4に奇数アドレスを割り当てた場合、即ち、
偶数アドレスと奇数アドレスを交互にアクセス可能とし
た場合に、第1DRAMバンク3と第2DRAMバンク
4とを交互にアクセスするように列アドレスバッファ2
から列アドレスを出す場合について説明する。
【0021】また、キャッシュミスしたときの動作につ
いては、DRAMバンクへのアクセスが、センスアンプ
にセットされている行と同じ行アドレスにアクセスし、
行チャージ時間が発生しない場合について説明する。
【0022】リードサイクルでキャッシュヒットしたと
きは、キャッシュメモリ12からキャッシュデータバス
107及び外部データバス108を介して、データが読
出される。このときDRAMアクセスは発生せず、高速
アクセスとなる。
【0023】リードサイクルでキャッシュミスしたとき
は、DRAMデータバス106とキャッシュデータバス
107とを介して、第1DRAMバンク3のセンスアン
プ9及び第2DRAMバンク4のセンスアンプ10か
ら、キャッシュメモリ12に対しラインフィルサイクル
が行なわれる。
【0024】このラインフィルサイクルにおいては、1
ラインの例えば連続するアドレス0,1,2,3に対し
て、2つのDRAMバンクを3,4が交互にアクセスさ
れることになるので、DRAMバンクが1つの場合より
もDRAMアクセス時間が小さくなることは明らかであ
る。さらに、DRAMバンクを4つに増やせば、DRA
Mアクセス時間をさらに小さくする可能性があるのは明
白である。このラインフィルサイクルが終わった後、S
RAMデータバス106と外部データバス108とを介
して、データが読出されることになる。
【0025】ライトサイクルでキャッシュヒットしたと
きは、外部データバス108から、キャッシュデータバ
ス107を介してキャッシュメモリ12に書込み、デー
タバス106を介してセンスアンプに書込む。
【0026】ライトサイクルでキャッシュミスしたとき
は、外部データバス108から、DRAMデータバス1
06を介してDRAMバンクのセンスアンプに書込む。
このときラインフィルサイクルを実行するかしないかは
選択できる。
【0027】この様に、DRAMを複数バンクとしてイ
ンタリーブ方式でアクセスする様にしたので、キャッシ
ュミス時のDRAMアクセスタイムが短くなり、またキ
ャッシュミス時には高速キャッシュへアクセスするので
当然にアクセスタイムが短くなるのである。
【0028】図3は本発明の他の実施例のブロック図で
あり、キャッシュメモリのライトプロトコルとして高速
のライトバック方式を、採用した場合の例である。尚、
図1と同等部分は同一符号にて示している。
【0029】図において、図1と異なる部分についての
み説明すると、アドレスタグメモリ13は、図2に示す
構成の他に、キャッシュメモリ12の各エントリデータ
対応に一致表示フラグビットを有しており、対応エント
リデータの内容がDRAM内のデータとの一致、不一致
を表示するようになっている。
【0030】尚、この一致表示フラグビットは、一致の
とき「クリーン」であり、不一致のとき「ダーティ」で
あるとする。
【0031】アドレスタグメモリ13はラインアドレス
で選択されるタグの内容と入力されたタグアドレスとを
コンパレータ301(図2参照)で比較してキャッシュ
ヒットかミスヒットかを判断し、この判断結果109を
キャッシュメモリ12へ伝える。
【0032】ライトサイクルでキャッシュヒットしたと
きは、キャッシュメモリ12の対応データが更新される
ので、DRAMの対応データと不一致となるため、対応
するラインアドレスの一致表示フラグが「ダーティ」に
変更される。
【0033】リードサイクルでキャッシュミスしたとき
は、対応するラインアドレスの一致表示フラグが「ダー
ティ」であれば、ダーティヒット信号110がアクセス
とされ、ライトバック制御回路15に対してリプレース
ライトバックが必要であることが報告される。すなわ
ち、リードサイクルでキャッシュミスしたとき、対応ラ
インアドレスの一致表示フラグが「ダーティ」を示せ
ば、キャッシュとDRAMとのデータは不一致であり、
最新のデータはキャッシュのみにあり、DRAMには無
いので、DRAMへライトバックする必要があるからで
ある。
【0034】ライトバック制御回路15は、このダーテ
ィヒット信号110がアクティブになってリプレースラ
イトバックが必要であることを知ると、リプレース開始
信号111をアクティブとする。キャッシュメモリ12
はこのリプレース開始信号111のアクティブに応答し
て現リードサイクルのラインアドレスのラインデータを
バス114を介してリプレースデータバッファ14へ格
納する。
【0035】そして、ライトバック制御回路15はバッ
ファイネーブル信号113とライトバック制御信号11
2とをアクティブとして、リプレースバッファ14に格
納されているラインデータをDRAM3,4へライトバ
ックする。
【0036】かかる構成において、ライトサイクルでキ
ャッシュヒットしたとき、キャッシュメモリ32の内容
が更新され、アドレスタグメモリ対応一致表示フラグが
「ダーティ」に変更され、キャッシュとDRAMとのラ
インデータの不一致表示がなされる。このとき、DRA
Mアクセスは発生しないため、ライトサイクルでキャッ
シュヒット時の性能が高くなる。
【0037】リードサイクルでキャッシュヒットしたと
きは、キャッシュメモリ32からデータが読出され、高
速アクセスが可能である。このときDRAMアクセスは
発生しない。
【0038】リードサイクルでキャッシュミスしたとき
は、該当するラインアドレスの一致表示フラグが「ダー
ティ」であったら、ラインフィルサイクルが発生し、ラ
イトバック制御回路35によってリプレースライトバッ
クサイクルが起動される。該当するラインアドレスの一
致表示フラグが「クリーン」であったら、ライトバック
の必要はないので、ラインフィルサイクルのみが行なわ
れる。
【0039】ライトサイクルでキャッシュミスしたとき
は、DRAMバンクのセンスアンプにライトする。この
ときラインフィルサイクルを実行するかしないかは選択
できる。
【0040】この様に、DRAMを複数バンクとしてイ
ンタリーブ方式でアクセスする様にしたのでキャッシュ
ミス時のDRAMのアクセスタイムが短くなり、またキ
ャッシュメモリのライトプロトコルをライトバック方式
としたので、ライトスルー方式を採用した従来のものよ
り高速となるのである。
【0041】
【発明の効果】本発明によれば、キャッシュミス時のア
クセス時間及びライトヒット時のアクセス時間を短くす
ることができるので、従来よりも高速なアクセス時間を
もつキャッシュDRAMを実現することが可能となるた
め、コンピュータシステムにおいて、従来よりも高速な
メモリサブシステムを構築することができるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】図1のブロックの一部具体例を示すブロック図
である。
【図3】本発明の他の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
1 行アドレスバッファ 2 列アドレスバッファ 3,4 DRAMバンク 5,6 行デコーダ 7,8 列デコーダ 9,10 センスアンプ 11 キャッシュアドレスバッファ 12 キャッシュメモリ 13 アドレスタグメモリ 14 リプレースバッファ 15 ライトバック制御回路 301 コンパレータ 302 アンドゲート

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 奇数及び偶数アドレスが夫々割当てられ
    た第1及び第2のバンクに分割されたランダムアクセス
    メモリと、 このランダムアクセスメモリの記憶データの一部写しを
    格納したより高速のキャッシュメモリと、 入力アドレスに対応したデータが前記キャッシュメモリ
    に格納されているかどうかを判断するキャッシュヒット
    判断手段と、 リードサイクルにおいて、前記キャッシュヒット判断手
    段によりキャッシュヒットと判断されたとき前記キャッ
    シュメモリから前記入力アドレスに対応するデータを読
    出すよう制御し、ミスヒットと判断されたとき前記入力
    アドレスに対応するデータを前記ランダムアクセスメモ
    リの第1及び第2のバンクから交互に連続してデータを
    読出すよう制御する制御手段と、 を含むことを特徴とするメモリ装置。
  2. 【請求項2】 前記キャッシュメモリに格納された各デ
    ータが前記ランダムアクセスメモリの対応アドレスの格
    納データと一致するかどうかを示す一致表示手段と、 ライトサイクルにおいて、前記キャッシュヒット判断手
    段によりキャッシュヒットと判断されたとき前記キャッ
    シュメモリの入力アドレスに対応するデータを更新する
    と共に前記一致表示手段の対応表示を不一致表示とする
    制御手段と、 を更に含むことを特徴とする請求項1記載のメモリ装
    置。
  3. 【請求項3】 リードサイクルにおいて、前記キャッシ
    ュヒット判断手段によりキャッシュミスと判断されたと
    き入力アドレスに対応する前記一致表示手段の表示が不
    一致を示す場合、前記キャッシュメモリ対応データを前
    記ランダムアクセスメモリの対応アドレスへ書き戻すよ
    う制御する制御手段を更に含むことを特徴とする請求項
    2記載のメモリ装置。
JP22518793A 1993-08-18 1993-08-18 メモリ装置 Pending JPH0756812A (ja)

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JP22518793A JPH0756812A (ja) 1993-08-18 1993-08-18 メモリ装置

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JP22518793A JPH0756812A (ja) 1993-08-18 1993-08-18 メモリ装置

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JPH0756812A true JPH0756812A (ja) 1995-03-03

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ID=16825332

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JP22518793A Pending JPH0756812A (ja) 1993-08-18 1993-08-18 メモリ装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004055112A (ja) * 2002-07-19 2004-02-19 Hynix Semiconductor Inc 高速データアクセスのためのdram

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03228150A (ja) * 1990-02-01 1991-10-09 Nec Corp キャッシュメモリコントローラ
JPH05173879A (ja) * 1991-02-21 1993-07-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd キャッシュメモリシステム

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