JPH08115251A - Computer system - Google Patents

Computer system

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JPH08115251A
JPH08115251A JP24914994A JP24914994A JPH08115251A JP H08115251 A JPH08115251 A JP H08115251A JP 24914994 A JP24914994 A JP 24914994A JP 24914994 A JP24914994 A JP 24914994A JP H08115251 A JPH08115251 A JP H08115251A
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JP
Japan
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main memory
cpu
access
mpm
access port
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Pending
Application number
JP24914994A
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Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kato
智 加藤
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08115251A publication Critical patent/JPH08115251A/en
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Abstract

PURPOSE: To allow a CPU to maintain high performance even when access is given from another bus master to a main memory while the CPU has access to the main memory. CONSTITUTION: As the main memory 13 of the CPU 11, a multi-port memory provided with a serial access port in addition to a random access port is used and the access of the main memory (MPM) 13 by the bus masters (a DMA controller 14 and a refresh controller 15) other than the CPU 11 is performed through the random access port. The CPU 11 performs control so as to transfer a group of data and instructions from the main memory 13 to a cache system 12 through the serial access port of the main memory 13. The control is performed by accessing the random access port of the main memory.

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、コンピュータ・システ
ムに係わり、詳しくは、CPUのメイン・メモリにアク
セスする該CPU以外のバスマスタを備えたコンピュー
タ・システムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a computer system, and more particularly to a computer system having a bus master other than the CPU for accessing the main memory of the CPU.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、コンピュータ・システムを構成
する際には、そのシステム全体のパフォーマンスを向上
させるための工夫が為される。例えば、CPU(中央処
理装置)の処理を、キャッシュ・システムを用いて高速
化したり、あるいは、メイン・メモリと外部記憶装置と
の間のデータ転送を、CPUの制御によらずに、DMA
コントローラ(ダイレクト・メモリ・アクセス・コント
ローラ)を用いて行ったりするのが、その代表的な例で
ある。以下、こうした手法を用いてパフォーマンスを向
上させた従来の一般的なコンピュータ・システムの概要
について、図面を参照しながら説明する。
2. Description of the Related Art Generally, when constructing a computer system, some measures are taken to improve the performance of the entire system. For example, the processing of the CPU (Central Processing Unit) is accelerated by using a cache system, or the data transfer between the main memory and the external storage device is performed by the DMA without the control of the CPU.
A typical example is to use a controller (direct memory access controller). An outline of a conventional general computer system whose performance is improved by using such a method will be described below with reference to the drawings.

【0003】図6は、従来の一般的なコンピュータ・シ
ステムのハードウェア構成を示すブロック図である。同
図に示すように、この従来のコンピュータ・システム
は、CPU1、キャッシュ・システム2、メイン・メモ
リ3、DMAコントローラ4、およびリフレッシュ・コ
ントローラ5から構成されている。そして、上記個々の
ブロック2〜5は、バス6を介してメイン・メモリ3に
接続されており、さらに、キャッシュ・システム2は、
CPU1が、高速アクセスできるように、バス6を介さ
ずに、直接、該CPU1と接続されている。
FIG. 6 is a block diagram showing a hardware configuration of a conventional general computer system. As shown in the figure, this conventional computer system comprises a CPU 1, a cache system 2, a main memory 3, a DMA controller 4, and a refresh controller 5. The individual blocks 2 to 5 are connected to the main memory 3 via the bus 6, and the cache system 2 is
The CPU 1 is directly connected to the CPU 1 without going through the bus 6 so that the CPU 1 can access at high speed.

【0004】ここで、キャッシュ・システム2は、CP
U1が高速アクセス可能なキャッシュ・メモリ(図示せ
ず)及びキャッシュ・コントローラ(図示せず)等を内
蔵しており、このキャッシュ・メモリには、メイン・メ
モリ3に格納されているプログラムの一連のデータやイ
ンストラクション(命令)のうち、CPU1が頻繁にア
クセスするデータやCPU1が次に実行する命令とその
後続する命令などが、該キャッシュ・メモリの1ライン
単位でバス6を介してメイン・メモリ3から読み出され
て書き込まれる。そして、CPU1は、通常、このキャ
ッシュ・メモリに書き込まれたメイン・メモリ3上の一
群のデータやインストラクションのコピーをアクセスす
ることにより、プログラムを効率よく、高速に実行す
る。そして、CPU1は、アクセス対象のデータや次に
実行すべきインストラクションがキャッシュ・メモリに
存在しない場合には、それらのデータやインストラクシ
ョンを含む上記1ラインのデータを、新たに、メインメ
モリ3から読みだして、キャッシュ・システム2内のキ
ャッシュ・メモリに格納する。すなわち、このコンピュ
ータ・システムでは、メイン・メモリ3上に格納されて
いるCPU1が頻繁にアクセスするデータや次に実行さ
れる可能性の高いインストラクションが、CPU1によ
りメイン・メモリ3からキャッシュ・メモリに逐次転送
・保持され、このキャッシュ・メモリへのアクセスによ
りCPU1が高速にプログラムを実行できるようになっ
ている。このように、このシステムでは、キャッシュ・
システム2を設けることにより、システム全体のパフォ
ーマンスの向上が図られている。
Here, the cache system 2 is a CP
U1 has a built-in cache memory (not shown) and a cache controller (not shown) that can be accessed at high speed, and this cache memory stores a series of programs stored in the main memory 3. Among the data and instructions (instructions), the data frequently accessed by the CPU 1, the instruction executed next by the CPU 1 and the instruction subsequent thereto, and the like follow the main memory 3 in units of one line of the cache memory via the bus 6. Read from and written to. Then, the CPU 1 normally executes a program efficiently and at high speed by accessing a group of data or a copy of an instruction in the main memory 3 written in the cache memory. Then, when the data to be accessed or the instruction to be executed next does not exist in the cache memory, the CPU 1 newly reads the above-mentioned one-line data including the data and the instruction from the main memory 3. And stores it in the cache memory in the cache system 2. That is, in this computer system, the data frequently accessed by the CPU 1 stored in the main memory 3 and the instruction that is likely to be executed next are sequentially transferred from the main memory 3 to the cache memory by the CPU 1. The data is transferred and held, and the CPU 1 can execute a program at high speed by accessing the cache memory. Thus, in this system, the cache
By providing the system 2, the performance of the entire system is improved.

【0005】一方、DMAコントローラ4は、メイン・
メモリ3とHDD(ハード・ディスク・ドライブ)など
の外部記憶装置(図示せず)との間で、データ転送を行
う必要が生じたときに、そのデータ転送をCPU1とは
独立に実行する。すなわち、DMAコントローラ4は、
CPU1からバス6の使用権を獲得して、メイン・メモ
リ3と外部記憶装置との間でデータをバースト転送す
る。このように、このシステムでは、DMAコントロー
ラ4を設けることによっても、システム全体のパフォー
マンスの向上を図っている。
On the other hand, the DMA controller 4 is
When it is necessary to transfer data between the memory 3 and an external storage device (not shown) such as an HDD (hard disk drive), the data transfer is executed independently of the CPU 1. That is, the DMA controller 4
The right to use the bus 6 is acquired from the CPU 1, and data is burst-transferred between the main memory 3 and the external storage device. As described above, in this system, the performance of the entire system is improved by providing the DMA controller 4.

【0006】リフレッシュ・コントローラ5は、DRA
M(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)から
成るメイン・メモリ3の個々のメモリ・セルの内容を定
期的に再書込みして、該メイン・メモリ3のデータを保
持させる。
The refresh controller 5 is a DRA.
The contents of the individual memory cells of the main memory 3 composed of M (dynamic random access memory) are rewritten periodically to retain the data in the main memory 3.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記コンピュータ・シ
ステムでは、CPU1以外に、DMAコントローラ4
と、リフレッシュ・コントローラ5も、バス6を介して
メイン・メモリ3をアクセスする。すなわち、CPU
1、DMAコントローラ4、及びリフレッシュコントロ
ーラ5は、バスマスタであり、CPU1は、メイン・メ
モリ3からキャッシュ・システム2に対して上記1ライ
ンのデータやインストラクションを転送させる必要が生
じたときに、メイン・メモリ3をアクセスする。また、
DMAコントローラ4は、メイン・メモリ3と外部記憶
装置との間でデータ転送を行う必要が生じたときに、メ
イン・メモリ3をアクセスする。また、リフレッシュ・
コントローラ5は、メイン・メモリ3を定期的にリフレ
ッシュするために、メイン・メモリ3をアクセスする。
In the above computer system, in addition to the CPU 1, the DMA controller 4
Then, the refresh controller 5 also accesses the main memory 3 via the bus 6. That is, CPU
1, the DMA controller 4, and the refresh controller 5 are bus masters, and when the CPU 1 needs to transfer one line of data or instructions from the main memory 3 to the cache system 2, the main Access the memory 3. Also,
The DMA controller 4 accesses the main memory 3 when it is necessary to transfer data between the main memory 3 and an external storage device. Also, refresh
The controller 5 accesses the main memory 3 to periodically refresh the main memory 3.

【0008】ここで、CPU1、DMAコントローラ
4、及びリフレッシュ・コントローラ5が、メイン・メ
モリ3をアクセスする条件は、互いに相関関係がなく、
それぞれのアクセスは不定期に発生する。したがって、
上記各バスマスタによりメイン・メモリ3に対するアク
セスが競合する場合が発生する。このため、例えばバス
・アービトレーション回路(図示せず)を設けると共
に、上記CPU1、DMAコントローラ4、及びリフレ
ッシュ・コントローラ5のメイン・メモリ3に対するア
クセスに優先順位を割り当てる。そして、該バス・アー
ビトレーション回路が、メイン・メモリ3に対する全て
のアクセスの要求を監視し、該アクセスが競合した場
合、これを調停し、最も優先順位が高いバスマスタに対
しメモリ3に対するアクセスを許可する。バス・アービ
トレーション回路は、通常、上記アクセス競合が発生し
た場合、リフレッシュ・コントローラ5からのアクセス
を最優先し、次に、DMAコントローラ4からのアクセ
スを優先させる。したがって、CPU1からのアクセス
が最も低い優先度となる。以下、この様子を図面を用い
て説明する。
Here, the conditions under which the CPU 1, the DMA controller 4, and the refresh controller 5 access the main memory 3 have no correlation with each other,
Each access occurs irregularly. Therefore,
There may be a case where the bus masters compete for access to the main memory 3. Therefore, for example, a bus arbitration circuit (not shown) is provided, and the CPU 1, the DMA controller 4, and the refresh controller 5 are assigned a priority order to access the main memory 3. Then, the bus arbitration circuit monitors all access requests to the main memory 3, arbitrates the access conflicts when they conflict, and permits the bus master with the highest priority to access the memory 3. . When the above-mentioned access conflict occurs, the bus arbitration circuit normally prioritizes the access from the refresh controller 5 and then the access from the DMA controller 4. Therefore, the access from the CPU 1 has the lowest priority. Hereinafter, this situation will be described with reference to the drawings.

【0009】図7(a)および(b)は、図6に示した
従来のコンピュータ・システムにおけるメイン・メモリ
3のアクセス形態の2例を示す図である。ただし、同図
(a)は、CPU1のみがメイン・メモリ3をアクセス
した場合を示す図であり、同図(b)は、CPU1がメ
イン・メモリ3をアクセス中にDMAコントローラ4と
リフレッシュ・コントローラ5とが割り込んでメイン・
メモリ3をアクセスした場合を示す図である。なお、図
中において、「*CPUREQ」は、CPU1からメイ
ン・メモリ3に対するアクセスの要求を、「*DMAR
EQ」は、DMAコントローラ4からメイン・メモリ3
に対するアクセスの要求を、「*REFREQ」は、リ
フレッシュ・コントローラ5からメイン・メモリ3に対
するアクセスの要求を、「BUS」は、バス6を使用す
るバスマスタを、それぞれ表している。また、「*」
は、“L”がアクティブであることを示す符号である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing two examples of access modes of the main memory 3 in the conventional computer system shown in FIG. However, FIG. 7A is a diagram showing a case where only the CPU 1 accesses the main memory 3, and FIG. 7B is a diagram showing that the DMA controller 4 and the refresh controller while the CPU 1 is accessing the main memory 3. 5 interrupts and main
It is a figure which shows the case where the memory 3 is accessed. In the figure, “* CPUREQ” indicates a request for access from the CPU 1 to the main memory 3 by “* DMARK”.
EQ ”is from the DMA controller 4 to the main memory 3
, “* REFREQ” represents an access request from the refresh controller 5 to the main memory 3, and “BUS” represents a bus master using the bus 6. Also,"*"
Is a code indicating that "L" is active.

【0010】まず、CPU1がメイン・メモリ3をアク
セスする状況として、キャッシュ・システム2のキャッ
シュ・メモリに、CPU1がプログラムを実行する際に
必要となるデータや命令が存在しなくなり、それらのデ
ータや命令を含む1ラインのデータやインストラクショ
ンを、CPU1が、新たに、メインメモリ3からキャッ
シュ・システム2に転送させる場合を考える。そして、
このとき、メイン・メモリ3からバス6を介してキャッ
シュ・システム2に上記1ラインのデータやインストラ
クションを転送するために、メイン・メモリ3のメモリ
・サイクルを1サイクルとした場合、8サイクルを要す
るものとする。
First, as a situation in which the CPU 1 accesses the main memory 3, the cache memory of the cache system 2 does not contain the data and instructions necessary for the CPU 1 to execute the program. Consider a case where the CPU 1 newly transfers one line of data or instruction including an instruction from the main memory 3 to the cache system 2. And
At this time, if the memory cycle of the main memory 3 is set to 1 cycle in order to transfer the above-mentioned 1-line data or instruction from the main memory 3 to the cache system 2 via the bus 6, 8 cycles are required. I shall.

【0011】CPU1が、メイン・メモリ3に対して上
記8サイクルのアクセスを行う際、図7(a)に示すよ
うに、他のバスマスタからメイン・メモリ3に対するア
クセスが発生しなければ、その全体のアクセスは、必然
的に連続する8サイクルで完了する(「BUS」の内容
を参照)。この場合のCPU1のパフォーマンスを、 8サイクル/8サイクル×100=100(%) と定義する。
When the CPU 1 makes an access to the main memory 3 for the above eight cycles, as shown in FIG. Access is necessarily completed in eight consecutive cycles (see the contents of "BUS"). The performance of the CPU 1 in this case is defined as 8 cycles / 8 cycles × 100 = 100 (%).

【0012】次に、同図(b)に示すように、CPU1
が上記と同様にメイン・メモリ3をアクセスをしている
最中に、DMAコントローラ4からメイン・メモリ3に
対して4サイクル分のアクセスが要求され、さらに、こ
のDMAコントローラ4がアクセスを行っている最中
に、リフレッシュ・コントローラ5からメイン・メモリ
3に対して1サイクル分のアクセスが要求された場合
(「*DMAREQ」および「*REFREQ」のレベ
ル変化を参照)を考える。この場合、各バスタのメイン
・メモリ3に対するアクセス優先順位は、上述したよう
に、バス・アービトレーション回路により、 *CPUREQ<*DMAREQ<*REFREQ と設定されていることから、DMAコントローラ4から
アクセスが要求された時点で、CPU1からDMAコン
トローラにアクセス、さらに、リフレッシュ・コントロ
ーラ5からアクセス権が移り、DMAコントローラ4か
らリフレッシュ・コントローラ5にアクセス権が移る。
Next, as shown in FIG.
While the main memory 3 is being accessed in the same manner as above, the DMA controller 4 requests access to the main memory 3 for four cycles, and the DMA controller 4 performs access. Consider the case where the refresh controller 5 requests access to the main memory 3 for one cycle during the operation (see the level changes of "* DMAREQ" and "* REFREQ"). In this case, the access priority of each buster to the main memory 3 is set as * CPUREQ <* DMAREQ <* REFREQ by the bus arbitration circuit as described above, and therefore the access is requested from the DMA controller 4. At that time, the CPU 1 accesses the DMA controller, the access right is transferred from the refresh controller 5, and the access right is transferred from the DMA controller 4 to the refresh controller 5.

【0013】以上の結果、この場合、CPUGAメイン
・メモリ3に対するアクセスを全て完了するまでには、
該アクセス中に、DMAコントローラ4による4サイク
ル分のアクセスと、リフレッシュ・コントローラ5によ
る1サイクル分のアクセスとが割り込むので、全体とし
て13サイクルを要することになる(「BUS」の内容
を参照)。したがって、この場合におけるCPU1のパ
フォーマンスは、 8サイクル/13サイクル×100≒62(%) となり、上記図(a)に示す場合と比較して、約38%
も低下する。
As a result of the above, in this case, by the time all the accesses to the CPUGA main memory 3 are completed,
During the access, four cycles of access by the DMA controller 4 and one cycle of access by the refresh controller 5 are interrupted, so that 13 cycles are required as a whole (see the contents of "BUS"). Therefore, the performance of the CPU 1 in this case is 8 cycles / 13 cycles × 100≈62 (%), which is about 38% compared with the case shown in FIG.
Also decreases.

【0014】このように、従来のコンピュータ・システ
ムでは、CPU1がメイン・メモリ3をアクセスしてい
る最中に、該メイン・メモリ3に対してより優先順位の
高い他のバスマスタからのアクセスが発生すると、CP
U1のパフォーマンスが低下してしまうという欠点があ
った。
As described above, in the conventional computer system, while the CPU 1 is accessing the main memory 3, the main memory 3 is accessed by another bus master having a higher priority. Then CP
There was a drawback that the performance of U1 would decrease.

【0015】本発明の課題は、CPUがメイン・メモリ
をアクセスしている最中に、該メイン・メモリに対して
他のより優先順位の高いバスマスタからのアクセス要因
が発生しても、該CPUが高いパフォーマンスを維持す
ることが可能なコンピュータ・システムを提供すること
である。
It is an object of the present invention that, while the CPU is accessing the main memory, even if an access factor from another bus master having a higher priority occurs in the main memory, the CPU still has to access the main memory. Is to provide a computer system capable of maintaining high performance.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1及び2記載の第
1及び第2の発明は、いずれも、CPUと、該CPUの
メイン・メモリと、該メイン・メモリをアクセスする前
記CPU以外の他のバスマスタを有するコンピュータ・
システムを前提とする。
According to the first and second aspects of the present invention, a CPU, a main memory of the CPU, and a CPU other than the CPU for accessing the main memory are all provided. Computers with other bus masters
Assuming a system.

【0017】第1の発明は、ランダム・アクセス・ポー
トと少なくとも1つのシリアル・アクセス・ポートを備
えたマルチポート・メモリから成るメイン・メモリと、
該メイン・メモリのシリアル・アクセス・ポートに接続
されたデバイスを有する。そして、前記CPUは前記ラ
ンダム・アクセス・ポートを介して前記メイン・メモリ
をアクセスし、前記メイン・メモリから前記デバイスへ
のデータ転送が、前記シリアル・アクセス・ポートを介
して行われるように制御する。
A first invention is a main memory comprising a multiport memory having a random access port and at least one serial access port,
It has a device connected to the serial access port of the main memory. Then, the CPU accesses the main memory via the random access port, and controls so that data transfer from the main memory to the device is performed via the serial access port. .

【0018】また、請求項2記載の第2の発明は、上記
第1の発明と同様に、ランダム・アクセス・ポートとシ
リアル・アクセス・ポートを備えたメイン・メモリを有
し、また前記バスマスタとして、前記メイン・メモリの
ランダム・アクセス・ポートとシリアル・アクセス・ポ
ートと共に接続されたDMAコントローラを有する。
尚、該DMAコントローラには、DMA転送をサポート
する全てのコントローラが該当し、例えばSCSI(Sma
ll Computer System Interface)コントローラ等も含ま
れる。
A second invention according to claim 2 has a main memory provided with a random access port and a serial access port, as in the first invention, and as the bus master. , A DMA controller connected with a random access port and a serial access port of the main memory.
All the controllers that support DMA transfer correspond to the DMA controller, for example, SCSI (Sma
ll Computer System Interface) controller etc. are also included.

【0019】そして、前記DMAコントローラは、前記
メイン・メモリに対するアクセス制御は、前記ランダム
・アクセス・ポートを介して行い、前記メイン・メモリ
との間のデータ転送は、前記メイン・メモリのシリアル
・アクセス・ポートを介して行う。
The DMA controller controls access to the main memory through the random access port, and transfers data to and from the main memory by serial access of the main memory. -Do it through the port.

【0020】[0020]

【作用】第1の発明では、CPUは、メイン・メモリの
シリアル・アクセス・ポートを介して、該メイン・メモ
リから上記デバイスに対してデータをバースト転送する
ことが可能となるので、該データ転送中において、該C
PUよりも優先順位の高いバス・マスタから上記メイン
・メモリのランダム・アクセス・ポートに対するアクセ
スが発生しても、上記データ転送を中断することなく実
行できる。したがって、CPUのパフォーマンスを向上
させることができる。
According to the first aspect of the invention, the CPU can burst transfer data from the main memory to the device via the serial access port of the main memory. In the C
Even if the bus master having a higher priority than the PU accesses the random access port of the main memory, the data transfer can be executed without interruption. Therefore, the performance of the CPU can be improved.

【0021】また、第2の発明では、DMAコントロー
ラは、メイン・メモリのシリアル・アクセス・ポートを
介してメイン・メモリとの間のデータ転送を行うのでリ
フレッシュ・コントローラ等のような自己よりも高い優
先順位のバスマスタから、該メイン・メモリのランダム
・アクセス・ポートに対してアクセスが行われても、上
記データ転送を中断される事態を回避できる。したがっ
て、DMAコントローラに接続されるデバイスが、上記
データ転送を、例えば同期転送方式により該DMAコン
トローラを介して高速に行うことが可能となり、システ
ムのパフォーマンスが向上する。
Further, in the second invention, since the DMA controller transfers data to and from the main memory via the serial access port of the main memory, it is higher than itself such as a refresh controller. Even if the bus master having the priority order accesses the random access port of the main memory, the situation in which the data transfer is interrupted can be avoided. Therefore, the device connected to the DMA controller can perform the data transfer at high speed through the DMA controller by, for example, the synchronous transfer method, and the system performance is improved.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら詳細に説明する。図1は、本発明の第1の実施
例に係るコンピュータ・システムのハードウェア構成を
示すブロック図である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a computer system according to a first embodiment of the present invention.

【0023】同図に示すように、この第1の実施例に係
るコンピュータ・システムは、ほぼ従来と同様に、CP
U11、キャッシュ・システム12、メイン・メモリ1
3、DMAコントローラ14、およびリフレッシュ・コ
ントローラ15から構成されている。ただし、このうち
のメイン・メモリ13には、通常のランダム・アクセス
・ポートの他に、1つのシリアル・アクセス・ポートを
備えたマルチポート・メモリが使用されている(以下、
そのマルチポート・メモリとしての機能を明確化し、か
つ、ランダム・アクセス・ポートのみを具備する従来の
メイン・メモリ3と区別するため、これを「メイン・メ
モリ〔MPM〕13」と表記する)。
As shown in the figure, the computer system according to the first embodiment has a CP
U11, cache system 12, main memory 1
3, a DMA controller 14, and a refresh controller 15. However, as the main memory 13 among them, a multi-port memory having one serial access port in addition to a normal random access port is used (hereinafter,
This is referred to as "main memory [MPM] 13" in order to clarify its function as a multi-port memory and to distinguish it from the conventional main memory 3 having only a random access port).

【0024】このコンピュータ・システムは、メイン・
メモリ〔MPM〕13に格納されたCPU11がプログ
ラムを実行する際に必要となる一連のデータやインスト
ラクションのうち、CPU11がアクセスする可能性が
高い有効なデータやインストラクションを内部のキャッ
シュ・メモリ(図示せず)に逐次保持し、CPU11の
処理を高速化させるキャッシュ・システム12を有して
いる。上記キャッシュ・メモリは、所定ビット長単位
(ライン)でデータやインストラクションを管理してお
り、メイン・メモリ〔MPM〕13から上記キャッシュ
・メモリへのデータ転送は、上記1ライン単位で行われ
る(ラインフィル)。この1ラインは、バス16のデー
タ・バス幅の所定倍となっているので、該データ転送に
は複数サイクルを必要とする。また、このコンピュータ
・システムは、メイン・メモリ〔MPM〕13をアクセ
スするバスマスタとして、CPU11の他に、外部記憶
装置(図示せず)との間でのデータ転送を制御するDM
Aコントローラ14、さらには、メイン・メモリ〔MP
M〕13を定期的にリフレッシュするリフレッシュ・コ
ントローラ15を有している。
This computer system is
Of the series of data and instructions required for the CPU 11 to execute the program stored in the memory [MPM] 13, valid data and instructions that are likely to be accessed by the CPU 11 are stored in an internal cache memory (not shown). No.), and has a cache system 12 that speeds up the processing of the CPU 11. The cache memory manages data and instructions in units of a predetermined bit length (line), and data transfer from the main memory [MPM] 13 to the cache memory is performed in units of one line (line). fill). Since this one line is a predetermined multiple of the data bus width of the bus 16, the data transfer requires a plurality of cycles. Further, this computer system, as a bus master for accessing the main memory [MPM] 13, a DM for controlling data transfer with an external storage device (not shown) in addition to the CPU 11.
A controller 14, further main memory [MP
M] 13 has a refresh controller 15 for periodically refreshing.

【0025】そして、以上のブロックのうち、キャッシ
ュ・システム12を除くCPU11及びDMAコントロ
ーラ14、リフレッシュ・コントローラ15は、バス1
6を介してメイン・メモリ〔MPM〕13のランダム・
アクセス・ポートに接続されている。さらに、CPU1
1はキャッシュ・システム12と、専用のバス17によ
って接続されている。また、キャッシュ・システム12
とメイン・メモリ〔MPM〕13のシリアル・ポート
は、シリアルデータ入出力線18によって互いに接続さ
れている。
Of the above blocks, the CPU 11 except the cache system 12, the DMA controller 14, and the refresh controller 15 are the bus 1
Random main memory [MPM] 13 via 6
Connected to access port. Furthermore, CPU1
1 is connected to the cache system 12 by a dedicated bus 17. Also, the cash system 12
The serial ports of the main memory [MPM] 13 are connected to each other by a serial data input / output line 18.

【0026】すなわち、このコンピュータ・システムで
は、以上の接続の形態により、CPU11、DMAコン
トローラ14、リフレッシュ・コントローラ15の3つ
がバスマスタとなっており、これらのバスマスタはメイ
ン・メモリ〔MPM〕13に対するアクセスの制御を、
そのランダム・アクセス・ポートを介して行う。そし
て、CPU11は、該アクセス制御によりメイン・メモ
リ〔MPM〕13からキャッシュ・システム12への一
群のデータやインストラクションの上記1ライン単位で
の転送を、それらの相互間のシリアル・アクセス・ポー
トを結ぶシリアル・データ入出力線18を介して行わせ
る。
That is, in this computer system, three CPUs 11, the DMA controller 14, and the refresh controller 15 are bus masters due to the above-described connection form, and these bus masters access the main memory [MPM] 13. Control of
Through its random access port. By the access control, the CPU 11 transfers the group of data and instructions from the main memory [MPM] 13 to the cache system 12 in the unit of one line, and connects the serial access ports to each other. This is performed via the serial data input / output line 18.

【0027】続いて、以上のように構成された第1の実
施例に係るコンピュータ・システムの動作およびCPU
11のパフォーマンスについて考察する。図2(a)お
よび(b)は、図1に示したコンピュータ・システムに
おけるメイン・メモリ13のアクセス形態の2つの例を
示す図である。同図(a)は、CPU11のみがメイン
・メモリ〔MPM〕13をアクセスした場合を示す図で
あり、同図(b)は、CPU11のアクセス中にDMA
コントローラ14とリフレッシュ・コントローラ15と
が割り込んでメイン・メモリ〔MPM〕13をアクセス
した場合を示す図である。なお、図中において、「*C
PUREQ」はCPU11からメイン・メモリ〔MP
M〕13に対するアクセスの要求を、「*DMARE
Q」はDMAコントローラ14からメイン・メモリ〔M
PM〕13に対するアクセスの要求を、「*REFRE
Q」はリフレッシュ・コントローラ15からメイン・メ
モリ〔MPM〕13に対するアクセスの要求を、「BU
S」は該メイン・メモリ〔MPM〕13のランダム・ア
クセス・ポートをアクセスするためにバス16を使用す
るバス・マスタの種別を、「SOUT」は該メイン・メ
モリ〔MPM〕13のシリアル・アクセス・ポートの使
用状態を、それぞれ表している。
Subsequently, the operation and CPU of the computer system according to the first embodiment configured as described above
Consider 11 performances. 2A and 2B are diagrams showing two examples of access modes of the main memory 13 in the computer system shown in FIG. FIG. 7A is a diagram showing a case where only the CPU 11 accesses the main memory [MPM] 13, and FIG.
It is a figure which shows the case where the controller 14 and the refresh controller 15 interrupt and accessed the main memory [MPM] 13. In the figure, "* C
"PUREQ" is from the CPU 11 to the main memory [MP
M] 13 request for access to "* D MARE
Q ”is from the DMA controller 14 to the main memory [M
PM] 13 requesting access to "* REFRE
“Q” indicates a request for access to the main memory [MPM] 13 from the refresh controller 15 and “BU”.
“S” is the type of bus master that uses the bus 16 to access the random access port of the main memory [MPM] 13, and “SOUT” is the serial access of the main memory [MPM] 13. -Indicates the usage status of each port.

【0028】まず、前述した図7(a)の場合と同様
に、CPU11が、メインメモリ〔MPM〕13からキ
ャッシュ・システム12に対し、目的とするデータやイ
ンストラクションを含む一群のデータやインストラクシ
ョン(ラインデータ)を、新たに転送させる場合を考え
る。すなわち、このとき、メイン・メモリ〔MPM〕1
3のシリアル・アクセス・ポートからシリアルデータ入
出力線18を介してキャッシュ・システム12に転送さ
れる一群のデータやインストラクションの総量は、メイ
ン・メモリ〔MPM〕13のメモリ・サイクルを基準と
した時間量に換算して、8サイクル分に相当するものと
する。
First, as in the case of FIG. 7A described above, the CPU 11 causes the main memory [MPM] 13 to the cache system 12 to collect a group of data and instructions (line) including target data and instructions. Data) is newly transferred. That is, at this time, the main memory [MPM] 1
The total amount of a group of data and instructions transferred from the serial access port 3 of the third embodiment to the cache system 12 through the serial data input / output line 18 is the time based on the memory cycle of the main memory [MPM] 13. It is equivalent to 8 cycles when converted into quantity.

【0029】図2(a)に示すように、CPU11は、
上記8サイクル分の一群のデータやインストラクション
の転送に際し、まず、メイン・メモリ〔MPM〕13に
シリアルデータ入出力線18を介して上記転送を行わせ
るために、バス16を介して、該メイン・メモリ〔MP
M〕13のランダム・アクセス・ポート1に1サイクル
分のアクセスを行う(「*CPUREQ」のレベル変化
および「BUS」の内容を参照)。そして、CPU11
は、これ以降はランダム・アクセス・ポート16を一切
使用せず、メイン・メモリ〔MPM〕13からキャッシ
ュ・システム12に対する8サイクル分の一群のデータ
やインストラクションの転送は、シリアルデータ入出力
線18を介して行われる。そして、この期間中、他のバ
ス・マスタからメイン・メモリ〔MPM〕13に対する
アクセスが一切なければ、その全体のアクセスは、メイ
ン・メモリ〔MPM〕13のランダム・アクセス・ポー
トに対する1サイクル分のアクセス時間と、メイン・メ
モリ〔MPM〕13からキャッシュ・システム12に対
する一群のデータやインストラクションの転送のため
に、該メイン・メモリ〔MPM〕13のシリアル・アク
セス・ポートが使用される8サイクルを加えた、9サイ
クルで完了する(「BUS」の内容および「SOUT」
の状態を参照)。本実施例において、この場合における
CPU11のパフォーマンスを、 9サイクル/9サイクル×100=100(%) と定義する。
As shown in FIG. 2A, the CPU 11 is
When transferring a group of data or instructions for the above eight cycles, first, in order to cause the main memory [MPM] 13 to perform the above transfer via the serial data input / output line 18, the main memory [MPM] 13 is transferred via the bus 16. Memory [MP
[M] 13 random access ports 1 are accessed for one cycle (see the level change of “* CPUREQ” and the content of “BUS”). And the CPU 11
After that, the random access port 16 is not used at all, and the serial data input / output line 18 is used to transfer a group of data or instructions for 8 cycles from the main memory [MPM] 13 to the cache system 12. Done through. Then, during this period, if there is no access to the main memory [MPM] 13 from other bus masters, the entire access is equivalent to one cycle to the random access port of the main memory [MPM] 13. Add the access time and 8 cycles in which the serial access port of the main memory [MPM] 13 is used to transfer a group of data and instructions from the main memory [MPM] 13 to the cache system 12. Completed in 9 cycles (Contents of "BUS" and "SOUT"
See state). In this embodiment, the performance of the CPU 11 in this case is defined as 9 cycles / 9 cycles × 100 = 100 (%).

【0030】なお、このコンピュータ・システムにおけ
るパフォーマンスを、従来のコンピュータ・システムの
それと比較した場合、従来のコンピュータ・システムで
は、CPU11NO全体のアクセスが完了するのが8サ
イクル分の時間であるのに対し、このコンピュータ・シ
ステムでは、それよりも1サイクル分多い9サイクル分
の時間を要している。このため、このコンピュータ・シ
ステムのパフォーマンスが、従来のコンピュータ・シス
テムのそれよりも低下しているようにみえるが、この考
えは全く当てはまらない。というのは、メイン・メモリ
〔MPM〕13において、シリアル・アクセス・ポート
はランダム・アクセス・ポートと非同期に動作させるこ
とができ、さらに、一般に、シリアル・アクセス・ポー
トを使用したデータ転送は、ランダム・アクセス・ポー
ト16を使用した場合よりも、はるかに高速に行えるた
めである。このため、本実施例での、メイン・メモリ
〔MPM〕13のシリアル・アクセス・ポートでの1サ
イクルは、前述した従来のコンピュータ・システムにお
けるメイン・メモリ3の1サイクルよりも短くなる。し
たがって、上記本実施例における、9サイクルを要する
データ転送は、上述した図7(a)に示す従来のコンピ
ュータ・システムにおける、ランダム・アクセス・ポー
ト16を使用した場合の8サイクルのデータ転送より
も、実際には短時間で行うことが可能であり、第1実施
例のコンピュータ・システムにおけるCPU11のパフ
ォーマンスは、従来のコンピュータ・システムのCPU
1よりも、実質的に向上する。
When the performance of this computer system is compared with that of the conventional computer system, in the conventional computer system, access to the entire CPU 11NO is completed in 8 cycles. This computer system requires 9 cycles, which is one cycle longer than that. Thus, the performance of this computer system appears to be lower than that of conventional computer systems, but this idea does not hold at all. This is because in the main memory [MPM] 13, the serial access port can be operated asynchronously with the random access port, and in general, data transfer using the serial access port is random. This is because it can be performed at a much higher speed than when the access port 16 is used. Therefore, one cycle of the serial access port of the main memory [MPM] 13 in this embodiment is shorter than one cycle of the main memory 3 in the conventional computer system described above. Therefore, the data transfer that requires 9 cycles in the present embodiment is more than the data transfer of 8 cycles when the random access port 16 is used in the conventional computer system shown in FIG. Actually, it can be performed in a short time, and the performance of the CPU 11 in the computer system of the first embodiment is similar to that of the CPU of the conventional computer system.
Substantially higher than 1.

【0031】次に、図2(b)に示すように、前述した
図7(b)に示す場合と同様な動作を本実施例で行う場
合を考えてみる。この場合、CPU11が、まず、1サ
イクル分のアクセスをバス16を介してメイン・メモリ
〔MPM〕13のランダム・アクセス・ポート16に対
して行い、メイン・メモリ〔MPM〕13からキャッシ
ュ・システム12への一群のデータやインストラクショ
ンの転送をシリアル・アクセス・ポートを介して3サイ
クル分まで行っている最中に、DMAコントローラ14
からメイン・メモリ〔MPM〕13に対し、バス16を
介して4サイクル分のデータ転送が要求され、さらに、
このDMAコントローラ14が該データ転送を行ってい
る最中に、リフレッシュ・コントローラ15からメイン
・メモリ〔MPM〕13に対し、バス16を介して1サ
イクル分のリフレッシュ用のアクセス要求がなされる場
合(「*DMAREQ」および「*REFREQ」のレ
ベル変化を参照)を考える。この場合、各アクセス要因
のうち、DMAコントローラ14およびリフレッシュ・
コントローラ15によるメイン・メモリ〔MPM〕13
へのアクセスの優先順位は、バス・アービトレーション
回路(図示せず)により、 *CPUREQ<*DMAREQ<*REFREQ と設定されていることから、これら2つのバスマスタ1
4、15によるメイン・メモリ〔MPM〕13のアクセ
スは、DMAコントローラ14による4サイクル分の時
間と、リフレッシュ・コントローラ15による1サイク
ル分の時間とを加えた、5サイクル分の時間で完了する
(「BUS」の内容を参照)。
Next, as shown in FIG. 2B, consider a case where the same operation as that shown in FIG. 7B is performed in this embodiment. In this case, the CPU 11 first makes an access for one cycle to the random access port 16 of the main memory [MPM] 13 via the bus 16, and the main memory [MPM] 13 to the cache system 12 is accessed. While transferring a group of data and instructions to the DMA controller 14 through the serial access port for up to 3 cycles,
Requests the main memory [MPM] 13 to transfer data for 4 cycles via the bus 16.
While the DMA controller 14 is performing the data transfer, when the refresh controller 15 issues a refresh access request for one cycle to the main memory [MPM] 13 via the bus 16 ( (See the level changes of “* DMAREQ” and “* REFREQ”). In this case, the DMA controller 14 and the refresh
Main memory [MPM] 13 by controller 15
The priority of access to the bus master is set by the bus arbitration circuit (not shown) as * CPUREQ <* DMAREQ <* REFREQ.
The access to the main memory [MPM] 13 by 4, 15 is completed in a time of 5 cycles including a time of 4 cycles by the DMA controller 14 and a time of 1 cycle by the refresh controller 15 ( See the contents of "BUS").

【0032】この場合、以上の5サイクル分の時間に相
当するメイン・メモリ〔MPM〕13のアクセスは、従
来どおりランダム・アクセス・ポートを通じて行われ、
この間、メイン・メモリ〔MPM〕13からキャッシュ
・システム12への8サイクル分の一群のデータやイン
ストラクションの転送は、メイン・メモリ〔MPM〕1
3のシリアル・アクセス・ポートを介しながら、メイン
・メモリ〔MPM〕13のランダム・アクセス・ポート
とは全く無関与に行われるため、CPU11のアクセス
は、先の場合と全く同じように9サイクル分の時間で完
了する(「BUS」の内容および「SOUT」の状態を
参照)。したがって、この場合におけるCPU11のパ
フォーマンスも、 9サイクル/9サイクル×100=100(%) となる。このように、CPU11がメイン・メモリ〔M
PM〕13からキャッシュシステム12へのデータ転送
を制御している最中に、他のより優先順位の高いバス・
マスクから、バス16を介して該メイン・メモリ〔MP
M〕13のランダム・アクセス、ポートに対してアクセ
スが発生しても、CPU11のみがメイン・メモリ〔M
PM〕13を独占的に使用しているときと全く同一のパ
フォーマンスが維持される。
In this case, the access to the main memory [MPM] 13 corresponding to the time for the above five cycles is performed through the random access port as before,
During this time, a group of data or instructions for 8 cycles from the main memory [MPM] 13 to the cache system 12 is transferred to the main memory [MPM] 1
Through the serial access port of 3 and the random access port of the main memory [MPM] 13, the access of the CPU 11 is 9 cycles, just like the previous case. (See the contents of "BUS" and the state of "SOUT"). Therefore, the performance of the CPU 11 in this case is also 9 cycles / 9 cycles × 100 = 100 (%). In this way, the CPU 11 causes the main memory [M
PM] While controlling the data transfer from 13 to the cache system 12, another higher priority bus
From the mask to the main memory [MP
M] 13 random access, even if an access to a port occurs, only the CPU 11 can access the main memory [M
The same performance is maintained as when the PM] 13 is exclusively used.

【0033】なお、このコンピュータ・システムにおい
ては、CPU11が、IPL(イニシャル・プログラム
・ローディング)やI/Oアクセス、例外処理などを行
う場合には、キャッシュ・システム12ではなく、メイ
ン・メモリ〔MPM〕13をランダムにアクセスするた
め、一時的に、所要のパフォーマンスが維持されなくな
る。しかし、IPLは、電源投入時に行われるのみであ
り、システム動作中においてI/Oアクセスや例外処理
が発生する頻度は極めて低く、これらは、このコンピュ
ータ・システムの全体的なパフォーマンスにほとんど関
与しないので余り問題とならない。
In this computer system, when the CPU 11 performs IPL (Initial Program Loading), I / O access, exception processing, etc., the main memory [MPM] is used instead of the cache system 12. ] Since 13 is randomly accessed, the required performance is temporarily not maintained. However, the IPL is performed only at power-on, and the frequency of I / O access and exception handling during system operation is extremely low, and they do not contribute to the overall performance of this computer system. It doesn't really matter.

【0034】次に、図3は、本発明の第2の実施例のコ
ンピュータ・システムのハードウェア構成を示すブロッ
ク図である。同図に示すように、この第2の実施例に係
るコンピュータ・システムは、先の第1の実施例と同様
に、CPU21、キャッシュ・システム22、メイン・
メモリ23、DMAコントローラ24、およびリフレッ
シュ・コントローラ25から構成されており、該メイン
・メモリ23には、通常のランダム・アクセス・ポート
の他に、1つのシリアル・アクセス・ポートを備えてい
るマルチポート・メモリが使用されている(以下、第1
の実施例と同様にして、これを「メイン・メモリ〔MP
M〕23」と表記する)。
Next, FIG. 3 is a block diagram showing the hardware configuration of the computer system of the second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the computer system according to the second embodiment has a CPU 21, a cache system 22, a main system, as in the first embodiment.
The multi-port comprises a memory 23, a DMA controller 24, and a refresh controller 25, and the main memory 23 has one serial access port in addition to a normal random access port.・ Memory is used (hereinafter, the first
In the same manner as in the embodiment of
M] 23 ”).

【0035】そして、上記各ブロック21〜25は、メ
イン・メモリ〔MPM〕23のランダム・アクセス・ポ
ートとバス26を介して相互に接続されている。すなわ
ち、この第2の実施例では、キャッシュ・システム22
は、バス26を介してメイン・メモリ〔MPM〕23の
ランダム・アクセス・ポートと接続されている。一方、
メイン・メモリ〔MPM〕23のシリアル・アクセス・
ポートとDMAコントローラ24は、シリアルデータ入
出力線27によって接続されている。すなわち、このコ
ンピュータ・システムでは、以上のバス接続の形態によ
り、CPU21、リフレッシュ・コントローラ25の2
つのバスマスタによるメイン・メモリ〔MPM〕23の
アクセスは、従来どおり、バス26を介してそのランダ
ム・アクセス・ポートを介して行われるようになってい
る。これに対し、DMAコントローラ24は、メイン・
メモリ〔MPM〕23と不図示の外部記憶装置との間の
データ転送を、上記シリアルデータ入出力線27を介し
て行うようになっている。
The blocks 21 to 25 are connected to each other via a bus 26 and a random access port of the main memory [MPM] 23. That is, in this second embodiment, the cache system 22
Are connected to the random access port of the main memory [MPM] 23 via the bus 26. on the other hand,
Serial access of main memory [MPM] 23
The port and the DMA controller 24 are connected by a serial data input / output line 27. That is, in this computer system, the CPU 21 and the refresh controller 25 are connected to each other by the above bus connection form.
Access to the main memory [MPM] 23 by one bus master is performed via the bus 26 via its random access port as in the conventional case. On the other hand, the DMA controller 24 is
Data transfer between the memory [MPM] 23 and an external storage device (not shown) is performed via the serial data input / output line 27.

【0036】続いて、以上のように構成された第2の実
施例に係るコンピュータ・システムの動作およびCPU
21のパフォーマンスについて説明する。図4(a)お
よび(b)は、図3に示した第2の実施例のコンピュー
タ・システムにおけるメイン・メモリ23のアクセス形
態の2つの例を示す図である。そして、図4(a)が図
2(a)に、図4(b)が図2(b)に対応したアクセ
ス形態となっている。なお、図中において、「*CPU
REQ」は、CPU21からメイン・メモリ〔MPM〕
23に対するアクセス要求を、「*DMAREQ」は、
DMAコントローラ24からメイン・メモリ〔MPM〕
23に対するアクセス要求を、「*REFREQ」は、
リフレッシュ・コントローラ25からメイン・メモリ
〔MPM〕23に対するアクセスの要求を、「BUS」
は、メイン・メモリ〔MPM〕23のランダム・アクセ
ス・ポートを使用するバス・マスタの種別を、「SOU
T」は、メイン・メモリ〔MPM〕23のシリアル・ア
クセス・ポート27の使用状態を、それぞれ表してい
る。
Subsequently, the operation and CPU of the computer system according to the second embodiment configured as described above
21 performances will be described. FIGS. 4A and 4B are diagrams showing two examples of access modes of the main memory 23 in the computer system of the second embodiment shown in FIG. Then, FIG. 4A is an access mode corresponding to FIG. 2A and FIG. 4B is an access mode corresponding to FIG. In the figure, "* CPU
REQ ”is the main memory [MPM] from the CPU 21.
23, the access request for "23
DMA controller 24 to main memory [MPM]
The access request for 23 is "* REFREQ"
A request for access from the refresh controller 25 to the main memory [MPM] 23 is issued by "BUS".
Specifies the type of bus master that uses the random access port of the main memory [MPM] 23 as "SOU.
“T” represents the usage status of the serial access port 27 of the main memory [MPM] 23.

【0037】図4(a)に示すように、CPU21は、
メイン・メモリ〔MPM〕23からキャッシュ・システ
ム22への8サイクル分の一群のデータやインストラク
ションの転送に際し、メイン・メモリ〔MPM〕23に
対して、ランダム・アクセス・ポートを通じて8サイク
ル分のアクセスを行う(「*CPUREQ」のレベル変
化を参照)。そして、このとき、他のバス・マスタから
のメイン・メモリ〔MPM〕23に対するアクセスが一
切発生しなければ、その全体のアクセスは、8サイクル
分の時間で完了する(「BUS」の内容を参照)。そこ
で、この場合におけるCPU21のパフォーマンスを、 8サイクル/8サイクル×100=100(%) と定義する。
As shown in FIG. 4A, the CPU 21 is
When transferring a group of data or instructions for 8 cycles from the main memory [MPM] 23 to the cache system 22, the main memory [MPM] 23 is accessed for 8 cycles through a random access port. Perform (see "* CPUREQ" level change). At this time, if no access to the main memory [MPM] 23 from another bus master occurs, the entire access is completed in a time of 8 cycles (refer to the content of "BUS"). ). Therefore, the performance of the CPU 21 in this case is defined as 8 cycles / 8 cycles × 100 = 100 (%).

【0038】次に、CPU21が上記図4(a)の場合
と同様にメイン・メモリ〔MPM〕23に対して8サイ
クルアクセスを行っている途中で、DMAコントローラ
24が、メイン・メモリ〔MPM〕23と外部記憶装置
との間で4サイクル分のデータ転送を行う場合を考え
る。また、このDMAコントローラ24が上記のアクセ
スを行っている最中に、リフレッシュ・コントローラ2
5からメイン・メモリ〔MPM〕23に対して1サイク
ル分のアクセスが要求されるものとする。
Next, while the CPU 21 is performing 8-cycle access to the main memory [MPM] 23 as in the case of FIG. 4A, the DMA controller 24 causes the main memory [MPM] 23 to access. Consider a case where data transfer for 4 cycles is performed between the memory 23 and the external storage device. Also, while the DMA controller 24 is performing the above access, the refresh controller 2
It is assumed that one cycle requires access from 5 to the main memory [MPM] 23.

【0039】この場合、同図(b)に示すように、DM
Aコントローラ24は、上記4サイクル分のデータ転送
を介しする際、まず、メイン・メモリ〔MPM〕23に
そのシリアル・アクセス・ポートを使用するデータ転送
を要求するために、そのランダム・アクセス・ポートを
1サイクル分アクセスする(「*DMAREQ」のレベ
ル変化および「BUS」の内容を参照)。そして、DM
Aコントローラ24は、これ以降は、メイン・メモリ
〔MPM〕23と外部記憶装置との間の4サイクル分の
データ転送を、該メイン・メモリ〔MPM〕23のラン
ダム・アクセス・ポートではなくそのシリアル・アクセ
ス・ポートを通じて行わせる(「SOUT」の状態を参
照)。そして、このデータ転送の最中に、リフレッシュ
・コントローラ25がバス・アービトレーション回路に
対してバス36の使用権を求めるものとする。
In this case, as shown in FIG.
When the data transfer for the above four cycles is performed, the A controller 24 first requests the main memory [MPM] 23 for data transfer using the serial access port. For one cycle (see the level change of “* DMAREQ” and the content of “BUS”). And DM
After that, the A controller 24 transfers data for four cycles between the main memory [MPM] 23 and the external storage device to the serial memory instead of the random access port of the main memory [MPM] 23. -Perform through the access port (see "SOUT" state). Then, during this data transfer, the refresh controller 25 requests the bus arbitration circuit for the right to use the bus 36.

【0040】このような場合、各バス・マスタのメイン
・メモリ〔MPM〕23に対するアクセス優先順位は、
バス・アービトレーション回路により、 *CPUREQ<*DMAREQ<*REFREQ と設定されていることから、DMAコントローラ24か
らバス・アービトレーション回路に対してバス36の使
用要求がなされた時点で、CPU21のアクセスが直ち
に禁止され、DMAコントローラ24によりメイン・メ
モリ〔MPM〕23のランダム・アクセス・ポートがア
クセスされ、そのシリアル・アクセス・ポートを介した
データ転送が開始される。続いて、リフレッシュ・コン
トローラ25から該バス・アービトレーション回路に対
してバス36の使用要求がなされると、直ちに該使用要
求が許可され、該リフレッシュ・コントローラ25によ
りメイン・メモリ〔MPM〕23のランダム・アクセス
・ポートが1サイクル分、アクセスされる。
In such a case, the access priority of each bus master to the main memory [MPM] 23 is
Since * CPUREQ <* DMAREQ <* REFREQ is set by the bus arbitration circuit, when the DMA controller 24 requests the bus arbitration circuit to use the bus 36, the access of the CPU 21 is immediately prohibited. Then, the random access port of the main memory [MPM] 23 is accessed by the DMA controller 24, and data transfer via the serial access port is started. Subsequently, when the refresh controller 25 makes a request for use of the bus 36 to the bus arbitration circuit, the use request is immediately granted, and the refresh controller 25 allows a random access of the main memory [MPM] 23. The access port is accessed for one cycle.

【0041】本例においては、このアクセス時点で、C
PU21のメイン・メモリ〔MPM〕23に対するアク
セスが終了し、また、DMAコントローラ24が既に該
メイン・メモリ〔MPM〕のシリアル・アクセス・ポー
トを介したデータ転送を開始している。このため、CP
U21がメイン・メモリ〔MPM〕23に対する全ての
アクセスを完了するまでには、メイン・メモリ〔MP
M〕23のランダム・アクセス・ポートに対しては、D
MAコントローラ24による上記外部記憶装置間でのデ
ータ転送のための1サイクル分のアクセスと、リフレッ
シュ・コントローラ25によるメイン・メモリ〔MP
M〕23のリフレッシュのための1サイクル分のアクセ
スとが割り込むことになり、CPU21はメイン・メモ
リ〔MPM〕23からキャッシュ・システム22への上
記データ転送を行わせるために、全体として10サイク
ル分の時間を要することになる(「BUS」の内容を参
照)。したがって、この場合におけるCPU21のパフ
ォーマンスは、 8サイクル/10サイクル×100=80(%) となり、前記図4(a)に示すように、CPU21のみ
がメイン・メモリ〔MPM〕23を独占的にアクセスす
る場合と比較して、20%パフォーマンスが低下する。
しかし、この場合におけるパフォーマンスの低下率は、
前述した従来のコンピュータ・システムにおける低下率
(約38%)よりも小さい。
In this example, at the time of this access, C
The access of the PU 21 to the main memory [MPM] 23 is completed, and the DMA controller 24 has already started the data transfer via the serial access port of the main memory [MPM]. Therefore, CP
By the time U21 completes all accesses to the main memory [MPM] 23, the main memory [MPM] 23
M] D for 23 random access ports
One cycle of access by the MA controller 24 for data transfer between the external storage devices and main memory [MP by the refresh controller 25
Access for one cycle for refreshing M] 23 is interrupted, and the CPU 21 requires 10 cycles as a whole to transfer the above data from the main memory [MPM] 23 to the cache system 22. (See the contents of "BUS"). Therefore, the performance of the CPU 21 in this case is 8 cycles / 10 cycles × 100 = 80 (%), and as shown in FIG. 4A, only the CPU 21 exclusively accesses the main memory [MPM] 23. The performance is reduced by 20% as compared with the case of performing.
However, the rate of performance degradation in this case is
It is smaller than the degradation rate (about 38%) in the conventional computer system described above.

【0042】なお、この第2実施例のコンピュータ・シ
ステムにおいては、CPU21が、IPLやI/Oアク
セス、例外処理などを行うために、キャッシュ・システ
ム22ではなく、メイン・メモリ〔MPM〕23をラン
ダムにアクセスした場合で、所要のパフォーマンスが一
時的に維持されなくなるといった心配はほとんどない。
というのは、DMAコントローラ24は、メイン・メモ
リ〔MPM〕23と外部記憶装置間のデータ転送を、該
メイン・メモリ〔MPM〕23のシリアル・アクセス・
ポートを介してシリアル・アクセスのみで行うことが可
能なためである。したがって、このコンピュータ・シス
テムによれは、CPU21やリフレッシュ・コントロー
ラ25からのアクセスによって、メイン・メモリ〔MP
M〕23のランダム・アクセス・ポートが占有されて
も、そのシリアル・アクセス・ポートによって外部記憶
装置との間のデータ転送路が定常的に確保されるため、
例えば、上記DMAコントローラ24としてSCSIコ
ントローラ(Small ComputerSystems Interface Contro
ller)を利用するようにした場合、メイン・メモリ〔M
PM〕23と外部記憶装置間でのデータ転送を、高速な
同期転送方式によって行うことができる。
In the computer system of the second embodiment, the CPU 21 executes the main memory [MPM] 23 instead of the cache system 22 in order to perform IPL, I / O access, exception handling, and the like. With random access, there is almost no concern that the required performance will not be maintained temporarily.
This is because the DMA controller 24 transfers data between the main memory [MPM] 23 and the external storage device by serial access of the main memory [MPM] 23.
This is because it can be performed only by serial access via the port. Therefore, according to this computer system, access from the CPU 21 or the refresh controller 25 causes the main memory [MP
M] Even if the random access port of 23 is occupied, the serial access port constantly secures the data transfer path to and from the external storage device.
For example, as the DMA controller 24, a SCSI controller (Small Computer Systems Interface Control) is used.
ller) is used, the main memory [M
The data transfer between the PM] 23 and the external storage device can be performed by a high-speed synchronous transfer method.

【0043】図5は、本発明の第3の実施例に係るコン
ピュータ・システムのハードウェア構成を示すブロック
図である。同図に示すように、この第3の実施例に係る
コンピュータ・システムは、第1のCPU31a、第2
のCPU31b、第1のキャッシュ・システム32a、
第2のキャッシュ・システム32b、メイン・メモリ
〔MPM〕33、第1のDMAコントローラ34a、第
2のDMAコントローラ34b、およびリフレッシュ・
コントローラ35から構成されている。メイン・メモリ
33には、第1および第2の実施例とは異なり、通常の
ランダム・アクセス・ポートの他に、4つのシリアル・
アクセス・ポートを備えているマルチポート・メモリが
使用されている。そして、以上のそれぞれのブロック
は、先の第1および第2の実施例と同様にして、メイン
・メモリ〔MPM〕33のランダム・アクセス・ポート
またはシリアル・アクセス・ポートに接続されている。
FIG. 5 is a block diagram showing the hardware configuration of a computer system according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the computer system according to the third embodiment includes a first CPU 31a and a second CPU 31a.
CPU 31b, first cache system 32a,
The second cache system 32b, main memory [MPM] 33, first DMA controller 34a, second DMA controller 34b, and refresh
It is composed of a controller 35. Unlike the first and second embodiments, the main memory 33 has four serial ports in addition to the normal random access port.
Multiport memory with access ports is used. Then, each of the above blocks is connected to the random access port or serial access port of the main memory [MPM] 33 in the same manner as in the first and second embodiments.

【0044】すなわち、このコンピュータ・システム
は、メイン・メモリ〔MPM〕33が具備する4つの個
々のシリアル・アクセス・ポートに対して、それぞれ第
1および第2のキャッシュ・システム32a、32b
と、第1および第2のDMAコントローラ34a、34
bが個別のシリアルデータ入出力線37により接続され
ている。また、該第1及び第2のキャッシュ・システム
32a、32bと、メイン・メモリ〔MPM〕33間で
シリアルデータ転送を行うための該メイン・メモリ〔M
PM〕33に対するアクセス制御は、それぞれ第1およ
び第2のCPU31a、31bにより、バス36を介し
て該メイン・メモリ〔MPM〕33のランダム・アクセ
ス・ポートに対して行われる。そして、必ずしも、メイ
ン・メモリ〔MPM〕33に対してランダムなアクセス
を行う必要がないブロック(第1および第2のキャッシ
ュ・システム32a、32b、第1および第2のDMA
コントローラ34a、34b)を、メイン・メモリ〔M
PM〕33の個別のシリアル・アクセス・ポートに接続
しているため第1及び第2のCPU31a、31b及び
第1及び第2のDMAコントローラ34a、34bの各
バスマスタが、バス36の使用権、すなわち、メイン・
メモリ〔MPM〕33の、ランダム・アクセス・ポート
の使用を競合する頻度を著しく低減でき、第1及び第2
のCPU31a、31bのみならず、システム全体のパ
フォーマンスを著しく向上させることが可能となる。
In other words, this computer system has the first and second cache systems 32a and 32b for the four individual serial access ports provided in the main memory [MPM] 33, respectively.
And the first and second DMA controllers 34a, 34
b is connected by an individual serial data input / output line 37. The main memory [M] for performing serial data transfer between the first and second cache systems 32a and 32b and the main memory [MPM] 33.
The access control for the PM] 33 is performed by the first and second CPUs 31a and 31b via the bus 36 to the random access port of the main memory [MPM] 33. Then, it is not always necessary to randomly access the main memory [MPM] 33 in blocks (first and second cache systems 32a, 32b, first and second DMAs).
The controllers 34a, 34b) are connected to the main memory [M
PM] 33, the bus masters of the first and second CPUs 31a and 31b and the first and second DMA controllers 34a and 34b are connected to the individual serial access ports of the bus 36. ,Maine·
The frequency of competing the use of the random access port of the memory [MPM] 33 can be significantly reduced.
Not only the CPUs 31a and 31b, but also the performance of the entire system can be significantly improved.

【0045】以上、本発明の実施例について詳細に説明
したが、本発明は、各実施例に示したような、リフレッ
シュ・コントローラを必要とするコンピュータ・システ
ムに限定的に適用されるものではなく、当然、メイン・
メモリ〔MPM〕としてスタティックRAMを用いたコ
ンピュータ・システム(リフレッシュ・コントローラは
不要)に対しても、同様に適用することが可能である。
また、バスマスタも、上記実施例で示したデバイスのみ
に限定されるものではない。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limitedly applied to the computer system requiring the refresh controller as shown in each embodiment. , Of course, the main
The same can be applied to a computer system using a static RAM as a memory [MPM] (no refresh controller is required).
Further, the bus master is not limited to the device shown in the above embodiment.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、CPUのメイン・メモリにランダム・アクセス
・ポートの他にシリアル・アクセス・ポートを具備する
マルチポート・メモリを使用し、かつ、該CPUの制御
により該メイン・メモリとの間のデータ転送をそのシリ
アル・アクセス・ポートを介して行うことが可能なデバ
イスを、そのシリアル・アクセス・ポートに接続するよ
うな構成としたので、CPUとそれ以外のバスマスタに
よる上記メイン・メモリのランダム・アクセス・ポート
に対する競合が消滅または低減する。そして、この結果
として、CPUのパフォーマンスが向上すると共に、シ
ステム全体のパフォーマンスも向上する。
As described above in detail, according to the present invention, the multi-port memory having the serial access port in addition to the random access port is used as the main memory of the CPU, In addition, a device capable of performing data transfer with the main memory through the serial access port under the control of the CPU is configured to be connected to the serial access port. , The contention of the CPU and other bus masters on the random access port of the main memory is eliminated or reduced. As a result, the performance of the CPU is improved and the performance of the entire system is also improved.

【0047】また、DMAコントローラがメイン・メモ
リのシリアルポートを介してデータ転送を行えるように
したため、例えば、リフレッシュ・コントローラなどの
メイン・メモリに対するアクセスに妨害されることな
く、該DMAコントローラがデータ転送を高速な同期転
送により行えるコンピュータ・システムを容易に構築す
ることが可能になる。
Since the DMA controller can transfer data via the serial port of the main memory, the DMA controller can transfer data without being disturbed by the access to the main memory such as the refresh controller. It becomes possible to easily construct a computer system capable of performing high-speed synchronous transfer.

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

【図1】本発明の第1の実施例に係るコンピュータ・シ
ステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of a computer system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した第1の実施例に係るコンピュータ
・システムにおけるメイン・メモリのアクセスの2つの
形態例を示す図であり、(a)は、CPUのみがメイン
・メモリをアクセスした場合を示す図、(b)は、CP
Uのアクセス中にDMAコントローラとリフレッシュ・
コントローラとが割り込んでメイン・メモリをアクセス
した場合を示す図である。
2A and 2B are diagrams showing two forms of access to the main memory in the computer system according to the first embodiment shown in FIG. 1, and FIG. 2A is a diagram in which only the CPU accesses the main memory. Figure showing the case, (b) is CP
While accessing U, refresh the DMA controller and
It is a figure which shows the case where a controller interrupts and accesses the main memory.

【図3】本発明の第2の実施例に係るコンピュータ・シ
ステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a hardware configuration of a computer system according to a second embodiment of the present invention.

【図4】図3に示した第2の実施例に係るコンピュータ
・システムにおけるメイン・メモリのアクセスの2つの
形態例を示す図であり、(a)は、CPUのみがメイン
・メモリをアクセスした場合を示す図、(b)は、CP
Uのアクセス中にDMAコントローラとリフレッシュ・
コントローラとが割り込んでメイン・メモリをアクセス
した場合を示す図である。
4A and 4B are diagrams showing two forms of access to the main memory in the computer system according to the second embodiment shown in FIG. 3, in which FIG. 4A shows only the CPU accessing the main memory. Figure showing the case, (b) is CP
While accessing U, refresh the DMA controller and
It is a figure which shows the case where a controller interrupts and accesses the main memory.

【図5】本発明の第3の実施例に係るコンピュータ・シ
ステムのハードウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a hardware configuration of a computer system according to a third embodiment of the present invention.

【図6】従来の一般的なコンピュータ・システムのハー
ドウェア構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a hardware configuration of a conventional general computer system.

【図7】図6に示した従来のコンピュータ・システムに
おけるメイン・メモリのアクセスの2つの形態例を示す
図であり、(a)は、CPUのみがメイン・メモリをア
クセスした場合を示す図、(b)は、CPUのアクセス
中にDMAコントローラとリフレッシュ・コントローラ
とが割り込んでメイン・メモリをアクセスした場合を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing two forms of access to the main memory in the conventional computer system shown in FIG. 6, and FIG. 7A is a diagram showing a case where only the CPU accesses the main memory; (B) is a diagram showing a case where the DMA controller and the refresh controller interrupt the CPU while accessing the main memory.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,21,31a,31b CPU 12,22,32a,32b キャッシュ・システム 13,23,33 メイン・メモリ〔MPM〕(マル
チポート・メモリ) 14,24,34a,34b DMAコントローラ 15,25,35 リフレッシュ・コントローラ 16,26,36 バス 17,27,37 データ入出力線
11, 21, 31a, 31b CPU 12, 22, 32a, 32b Cache system 13, 23, 33 Main memory [MPM] (multi-port memory) 14, 24, 34a, 34b DMA controller 15, 25, 35 Refresh・ Controller 16, 26, 36 bus 17, 27, 37 data input / output line

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 CPUと、該CPUのメイン・メモリ
と、該メイン・メモリをアクセスする前記CPU以外の
他のバスマスタを有するコンピュータ・システムにおい
て、 ランダム・アクセス・ポートと少なくとも1つのシリア
ル・アクセス・ポートを備えたマルチポート・メモリか
ら成るメイン・メモリと、 該メイン・メモリのシリアル・アクセス・ポートに接続
されたデバイスを有し前記CPUは、前記ランダム・ア
クセス・ポートを介して前記メイン・メモリをアクセス
し、前記メイン・メモリから前記デバイスへのデータ転
送が、前記シリアル・アクセス・ポートを介して行われ
るように制御することを特徴とするコンピュータ・シス
テム。
1. A computer system having a CPU, a main memory of the CPU, and a bus master other than the CPU for accessing the main memory, wherein a random access port and at least one serial access port are provided. A main memory comprising a multi-port memory having a port, and a device connected to a serial access port of the main memory, wherein the CPU has the main memory via the random access port. And controlling the transfer of data from the main memory to the device via the serial access port.
【請求項2】 CPUと、該CPUのメイン・メモリ
と、該メイン・メモリをアクセスする前記CPU以外の
他のバスマスタを有するコンピュータ・システムにおい
て、 ランダム・アクセス・ポートと少なくとも1つのシリア
ル・アクセス・ポートを備えたマルチポート・メモリか
ら成るメイン・メモリと、 前記バスマスタとして、前記メイン・メモリのランダム
・アクセス・ポートとシリアル・アクセス・ポートと共
に接続されたDMAコントローラを有し、 前記DMAコントローラは、前記メイン・メモリに対す
るアクセス制御は、前記ランダム・アクセス・ポートを
介して行い、前記メイン・メモリとの間のデータ転送
は、前記メイン・メモリのシリアル・アクセス・ポート
を介して行うことを特徴とするコンピュータ・システ
ム。
2. A computer system having a CPU, a main memory of the CPU, and a bus master other than the CPU for accessing the main memory, wherein a random access port and at least one serial access port are provided. A main memory comprising a multi-port memory having a port, and a DMA controller connected as a bus master together with a random access port and a serial access port of the main memory, wherein the DMA controller is Access control to the main memory is performed via the random access port, and data transfer to and from the main memory is performed via a serial access port of the main memory. Computer system to do.
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