JPH09223070A - データ変換回路 - Google Patents
データ変換回路Info
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- JPH09223070A JPH09223070A JP8030334A JP3033496A JPH09223070A JP H09223070 A JPH09223070 A JP H09223070A JP 8030334 A JP8030334 A JP 8030334A JP 3033496 A JP3033496 A JP 3033496A JP H09223070 A JPH09223070 A JP H09223070A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成で、タグ部のエラー検出や訂正を行
うことで信頼性の高く高速なタグ部をCAMで構成した
フルアソシアティブTLBを提供する。 【解決手段】タグ部に格納してある変換前データのエラ
ー検出または訂正用のビットを予めデータ部に格納して
おき、データ部内の変換後データを読み出す際にエラー
検出または訂正ビットを読み出し、エラー検出回路また
は訂正回路に入力することで、タグ部内の変換前データ
に対するエラーの検出または訂正を行う。
うことで信頼性の高く高速なタグ部をCAMで構成した
フルアソシアティブTLBを提供する。 【解決手段】タグ部に格納してある変換前データのエラ
ー検出または訂正用のビットを予めデータ部に格納して
おき、データ部内の変換後データを読み出す際にエラー
検出または訂正ビットを読み出し、エラー検出回路また
は訂正回路に入力することで、タグ部内の変換前データ
に対するエラーの検出または訂正を行う。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマイクロプロセッサ
及びコンピュータの構成に関する。
及びコンピュータの構成に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にコンピュータ等のメモリ管理方式
には、仮想記憶方式を採用している。これは、図1に示
す様に実際の実空間2(主記憶装置)よりも大きなメモ
リ空間(仮想空間1)をプログラマに提供するものであ
る。実現方法としては、仮想空間1をページ9と呼ぶ単
位に区切り、そのうちの幾つかのページ9を実空間2に
割り当てる。そして仮想空間1上のページ9が実空間2
中のどのページ9に対応しているかを記憶しておき、要
求が発生する度に仮想空間1上のページアドレスを実空
間2上のページアドレスに変換するデータ変換回路を用
いることで実空間よりも大きなメモリ空間をプログラマ
に提供する。
には、仮想記憶方式を採用している。これは、図1に示
す様に実際の実空間2(主記憶装置)よりも大きなメモ
リ空間(仮想空間1)をプログラマに提供するものであ
る。実現方法としては、仮想空間1をページ9と呼ぶ単
位に区切り、そのうちの幾つかのページ9を実空間2に
割り当てる。そして仮想空間1上のページ9が実空間2
中のどのページ9に対応しているかを記憶しておき、要
求が発生する度に仮想空間1上のページアドレスを実空
間2上のページアドレスに変換するデータ変換回路を用
いることで実空間よりも大きなメモリ空間をプログラマ
に提供する。
【0003】図1の例では、仮想空間1上のページaに
仮想ページ番号4a、実空間2上のページcに実ページ
番号7aを割り当て、対応するページの仮想ページアド
レス4aと実ページアドレス7aのペアを実空間2上の
ページ変換テーブル10に記憶している。ページ変換テ
ーブル10は、ページアドレスの変換要求が発生する度
に仮想→実ページアドレス変換を行うデータ変換回路で
ある。
仮想ページ番号4a、実空間2上のページcに実ページ
番号7aを割り当て、対応するページの仮想ページアド
レス4aと実ページアドレス7aのペアを実空間2上の
ページ変換テーブル10に記憶している。ページ変換テ
ーブル10は、ページアドレスの変換要求が発生する度
に仮想→実ページアドレス変換を行うデータ変換回路で
ある。
【0004】しかし、仮想→実アドレス変換を行う度に
実空間2上のページ変換テーブル10をアクセスするの
は効率が悪いため、一般にページ変換テーブル10に対
する高速小容量のキャッシュを用いている。これをTL
B(translationlookaside bu
ffer)と呼んでいる。TLBには入力したアドレス
との比較方式によって、ダイレクトマップ方式、セット
アソシアティブ方式、フルアソシアティブ方式に分けら
れるが、本発明ではフルアソシアティブTLBを対象と
している。
実空間2上のページ変換テーブル10をアクセスするの
は効率が悪いため、一般にページ変換テーブル10に対
する高速小容量のキャッシュを用いている。これをTL
B(translationlookaside bu
ffer)と呼んでいる。TLBには入力したアドレス
との比較方式によって、ダイレクトマップ方式、セット
アソシアティブ方式、フルアソシアティブ方式に分けら
れるが、本発明ではフルアソシアティブTLBを対象と
している。
【0005】図2は、実空間(主記憶装置)2とキャッ
シュ17からなるメモリシステムとフルアソシアティブ
TLB11を用いたアドレス変換システムの概略図、図
3は、従来のフルアソシアティブTLB11の図であ
る。
シュ17からなるメモリシステムとフルアソシアティブ
TLB11を用いたアドレス変換システムの概略図、図
3は、従来のフルアソシアティブTLB11の図であ
る。
【0006】仮想記憶方式ではメモリアクセスが発生す
ると、まず仮想アドレス3を、仮想ページ番号4a(V
PN)と仮想ページ内アドレス5に分け、仮想ページ番
号4aをTLBへ入力する。TLBの1方式であるフル
アソシアティブTLB11は、実空間2中に存在するペ
ージの仮想ページ番号4bをタグ部12に、実ページ番
号7bをデータ部13に格納している。タグ部12は連
想メモリ(CAM)と呼ばれるデータ比較機能付きメモ
リで構成され、受け取った仮想ページ番号4aとタグ部
12内の全ての仮想ページ番号と比較する。図3の例で
受け取った仮想ページ番号4aとタグ内の仮想ページ番
号4bが一致した場合、実空間2中に受け取った仮想ペ
ージ番号4aに対応するページが存在するため、データ
部13内の対応する実ページ番号7bを読み出し,キャ
ッシュ17や実空間2のアクセスを行う。この場合フル
アソシアティブTLB11から読み出した実ページ番号
7bがソフトエラー等により間違っていないかどうかを
チェックする簡単な方法は、タグ部12内の仮想ページ
番号4b及びデータ部13内の実ページ番号7bに対し
て、パリティチェックを行う方法である。データ部13
内の実ページ番号7bに対しては、予め実ページ番号7
bのパリティビット(PPNパリティ20)をデータ部
内に用意しておき、アドレス変換での実ページ番号7b
読み出し時にPPNパリティチェッカ15でパリティチ
ェックを行う。パリティエラーが発生した場合には、P
PNパリティエラー信号16が制御部へ送られる。しか
し、図3の様にタグ部12をCAMで構成している場
合、仮想ページ番号4aとの比較中にタグ部12内の仮
想ページ番号4bを読み出せないため、実ページ番号7
bと同じ方法でアドレス変換中にタグ部12内の仮想ペ
ージ番号4bのパリティチェックを行うことができな
い。
ると、まず仮想アドレス3を、仮想ページ番号4a(V
PN)と仮想ページ内アドレス5に分け、仮想ページ番
号4aをTLBへ入力する。TLBの1方式であるフル
アソシアティブTLB11は、実空間2中に存在するペ
ージの仮想ページ番号4bをタグ部12に、実ページ番
号7bをデータ部13に格納している。タグ部12は連
想メモリ(CAM)と呼ばれるデータ比較機能付きメモ
リで構成され、受け取った仮想ページ番号4aとタグ部
12内の全ての仮想ページ番号と比較する。図3の例で
受け取った仮想ページ番号4aとタグ内の仮想ページ番
号4bが一致した場合、実空間2中に受け取った仮想ペ
ージ番号4aに対応するページが存在するため、データ
部13内の対応する実ページ番号7bを読み出し,キャ
ッシュ17や実空間2のアクセスを行う。この場合フル
アソシアティブTLB11から読み出した実ページ番号
7bがソフトエラー等により間違っていないかどうかを
チェックする簡単な方法は、タグ部12内の仮想ページ
番号4b及びデータ部13内の実ページ番号7bに対し
て、パリティチェックを行う方法である。データ部13
内の実ページ番号7bに対しては、予め実ページ番号7
bのパリティビット(PPNパリティ20)をデータ部
内に用意しておき、アドレス変換での実ページ番号7b
読み出し時にPPNパリティチェッカ15でパリティチ
ェックを行う。パリティエラーが発生した場合には、P
PNパリティエラー信号16が制御部へ送られる。しか
し、図3の様にタグ部12をCAMで構成している場
合、仮想ページ番号4aとの比較中にタグ部12内の仮
想ページ番号4bを読み出せないため、実ページ番号7
bと同じ方法でアドレス変換中にタグ部12内の仮想ペ
ージ番号4bのパリティチェックを行うことができな
い。
【0007】ソフトエラー等によるエラー検出や訂正は
コンピュータの信頼性の向上には不可欠であるが、本発
明出願前にタグ部をCAMで構成したフルアソシアティ
ブTLBにおいて、タグ部のエラー検出や訂正を行なう
手法は提案されていない。
コンピュータの信頼性の向上には不可欠であるが、本発
明出願前にタグ部をCAMで構成したフルアソシアティ
ブTLBにおいて、タグ部のエラー検出や訂正を行なう
手法は提案されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】タグ部をCAMで構成
したフルアソシアティブTLBでは、前述した様にTL
Bでアドレス変換中にタグ部を読み出すことはできな
い。このため、タグ部をCAMで構成したフルアソシア
ティブTLBでタグ部のエラー検出や訂正を行なうに
は、アドレス変換時以外のサイクルでタグ部を読み出す
ことが考えられる。しかし、この方式ではアドレス変換
の速度が低下してしまう。
したフルアソシアティブTLBでは、前述した様にTL
Bでアドレス変換中にタグ部を読み出すことはできな
い。このため、タグ部をCAMで構成したフルアソシア
ティブTLBでタグ部のエラー検出や訂正を行なうに
は、アドレス変換時以外のサイクルでタグ部を読み出す
ことが考えられる。しかし、この方式ではアドレス変換
の速度が低下してしまう。
【0009】従って、本発明の1つの目的は簡単な構成
でタグ部のエラー検出や訂正を行なうことで信頼性の高
く高速な、タグ部をCAMで構成したフルアソシアティ
ブTLBを提供することにある。
でタグ部のエラー検出や訂正を行なうことで信頼性の高
く高速な、タグ部をCAMで構成したフルアソシアティ
ブTLBを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、タグ部
に格納してある変換前データのエラー検出または訂正用
のビットを予めデータ部に格納しておき、デ−タ部内の
変換後データを読み出す際にエラー検出または訂正ビッ
トを読み出し、エラー検出回路または訂正回路に入力す
ることで、タグ部内の変換前データに対するエラーの検
出または訂正を行う。
に格納してある変換前データのエラー検出または訂正用
のビットを予めデータ部に格納しておき、デ−タ部内の
変換後データを読み出す際にエラー検出または訂正ビッ
トを読み出し、エラー検出回路または訂正回路に入力す
ることで、タグ部内の変換前データに対するエラーの検
出または訂正を行う。
【0011】
【発明の実施の形態】図4は本発明の一実施例に基づく
フルアソシアティブTLBを示す図である。従来のフル
アソシアティブTLB11は、図3に示した様に仮想ペ
−ジ番号4aのヒット判定を行なうタグ部12と、実ペ
−ジ番号7を記憶しているデ−タ部13からなる。
フルアソシアティブTLBを示す図である。従来のフル
アソシアティブTLB11は、図3に示した様に仮想ペ
−ジ番号4aのヒット判定を行なうタグ部12と、実ペ
−ジ番号7を記憶しているデ−タ部13からなる。
【0012】まず、仮想ページ番号4bのエラー検出方
法としてパリティチェックを行う場合の方法及び動作に
ついて説明する。パリティチェックとは、1ビットエラ
ーの検出方法である。本発明によるフルアソシアティブ
TLB11は、図3に示した従来のフルアソシアティブ
TLB11に対して、図4の様にデ−タ部13にVPN
パリティ21を付加している。従来は、アドレス変換時
にタグ部12の仮想ペ−ジ番号4bを読み出せないた
め、仮想ペ−ジ番号4bのパリティチェックを行なうこ
とが出来なかったが、図4の様な構成にすれば、仮想ペ
ージ番号4aを受け取り、タグ部12内の仮想ペ−ジ番
号4bと比較して一致する仮想ページ番号4bが存在
(ヒット)すれば、対応する実ペ−ジ番号7bだけでな
くVPNパリティ21も同時に読み出すことで、仮想→
実アドレス変換時に、タグ部12内の仮想ペ−ジ番号4
bのパリティチェックを行なうことができる。
法としてパリティチェックを行う場合の方法及び動作に
ついて説明する。パリティチェックとは、1ビットエラ
ーの検出方法である。本発明によるフルアソシアティブ
TLB11は、図3に示した従来のフルアソシアティブ
TLB11に対して、図4の様にデ−タ部13にVPN
パリティ21を付加している。従来は、アドレス変換時
にタグ部12の仮想ペ−ジ番号4bを読み出せないた
め、仮想ペ−ジ番号4bのパリティチェックを行なうこ
とが出来なかったが、図4の様な構成にすれば、仮想ペ
ージ番号4aを受け取り、タグ部12内の仮想ペ−ジ番
号4bと比較して一致する仮想ページ番号4bが存在
(ヒット)すれば、対応する実ペ−ジ番号7bだけでな
くVPNパリティ21も同時に読み出すことで、仮想→
実アドレス変換時に、タグ部12内の仮想ペ−ジ番号4
bのパリティチェックを行なうことができる。
【0013】次に図1と図4を用いて本発明を適用した
フルアソシアティブTLB11の具体的な動作を説明す
る。メモリアクセスでフルアソシアティブTLB11へ
仮想アドレス3を送り、その仮想ページ番号4aがフル
アソシアティブTLB11のタグ部12中の仮想ページ
番号4aと一致しない場合すなわちTLBミスが発生す
ると、仮想ページ番号4aを基に実空間2中にあるペー
ジ変換テーブル10内の実ページ番号7aを取り出しア
ドレス変換する。さらに取り出した実ページ番号7a
は、仮想ページ番号4aと一緒にフルアソシアティブT
LB11へ登録する。登録の際に仮想ページ番号4a及
び実ページ番号7aのパリティをVPNパリティジェネ
レータ23とPPNパリティジェネレータ22で生成し
書き込む。本発明では、図4に示す様にVPNパリティ
21をタグ部12ではなく、データ部13に書き込む。
書き込みが終了すると、次回のメモリアクセスからは、
この仮想アドレス3は、TLBヒットとなる。
フルアソシアティブTLB11の具体的な動作を説明す
る。メモリアクセスでフルアソシアティブTLB11へ
仮想アドレス3を送り、その仮想ページ番号4aがフル
アソシアティブTLB11のタグ部12中の仮想ページ
番号4aと一致しない場合すなわちTLBミスが発生す
ると、仮想ページ番号4aを基に実空間2中にあるペー
ジ変換テーブル10内の実ページ番号7aを取り出しア
ドレス変換する。さらに取り出した実ページ番号7a
は、仮想ページ番号4aと一緒にフルアソシアティブT
LB11へ登録する。登録の際に仮想ページ番号4a及
び実ページ番号7aのパリティをVPNパリティジェネ
レータ23とPPNパリティジェネレータ22で生成し
書き込む。本発明では、図4に示す様にVPNパリティ
21をタグ部12ではなく、データ部13に書き込む。
書き込みが終了すると、次回のメモリアクセスからは、
この仮想アドレス3は、TLBヒットとなる。
【0014】次にメモリアクセスが前回と同じ仮想ペー
ジアドレス3でアクセスしたとする。この場合、フルア
ソシアティブTLB11では、CAMで構成したタグ部
12内の全てのエントリ内の仮想ページ番号4bと比較
する。既にフルアソシアティブTLB11には、前回の
メモリアクセスで目的のアドレス変換対が入っているた
め、一致する仮想ページ番号4bが存在しTLBヒット
する。TLBヒットするとTLBヒット信号14がタグ
部12からデータ部13に送られ、データ部13内の対
応する実ページ番号7bとPPNパリティ20、そして
VPNパリティ21を読み出す。読み出した実ページ番
号7bは、実空間のアクセスに使用する。PPNパリテ
ィ20及び、VPNパリティ21は、実ページ番号7b
及び仮想ページ番号4bと共にPPNパリティチェッカ
ー15、VPNパリティチェッカー24に入力され、パ
リティチェックを行う。もし、仮想ページ番号4bに1
ビットエラーが有ればVPNパリティエラー信号、実ペ
ージ番号7bに1ビットエラーが有ればPPNパリティ
エラーが有ればPPNパリティエラー信号が制御部に送
られる。
ジアドレス3でアクセスしたとする。この場合、フルア
ソシアティブTLB11では、CAMで構成したタグ部
12内の全てのエントリ内の仮想ページ番号4bと比較
する。既にフルアソシアティブTLB11には、前回の
メモリアクセスで目的のアドレス変換対が入っているた
め、一致する仮想ページ番号4bが存在しTLBヒット
する。TLBヒットするとTLBヒット信号14がタグ
部12からデータ部13に送られ、データ部13内の対
応する実ページ番号7bとPPNパリティ20、そして
VPNパリティ21を読み出す。読み出した実ページ番
号7bは、実空間のアクセスに使用する。PPNパリテ
ィ20及び、VPNパリティ21は、実ページ番号7b
及び仮想ページ番号4bと共にPPNパリティチェッカ
ー15、VPNパリティチェッカー24に入力され、パ
リティチェックを行う。もし、仮想ページ番号4bに1
ビットエラーが有ればVPNパリティエラー信号、実ペ
ージ番号7bに1ビットエラーが有ればPPNパリティ
エラーが有ればPPNパリティエラー信号が制御部に送
られる。
【0015】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、タグ
部をCAMで構成したフルアソシアティブTLBにおい
て、タグ部内にある仮想ページ番号のパリティをデータ
部に有し、データの読み出し時にタグ部内のパリティチ
ェックを行うことで、高速かつ高信頼性のタグ部をCA
Mで構成したフルアソシアティブTLBを最小限の面積
増加で提供することができる。
部をCAMで構成したフルアソシアティブTLBにおい
て、タグ部内にある仮想ページ番号のパリティをデータ
部に有し、データの読み出し時にタグ部内のパリティチ
ェックを行うことで、高速かつ高信頼性のタグ部をCA
Mで構成したフルアソシアティブTLBを最小限の面積
増加で提供することができる。
【図1】コンピュータのメモリ管理方式における仮想空
間と実空間の関係を示す概略図である。
間と実空間の関係を示す概略図である。
【図2】従来のフルアソシアティブTLBとメモリシス
テムの概略図である。
テムの概略図である。
【図3】従来のフルアソシアティブTLBを示す図であ
る。
る。
【図4】本発明の実施例によるフルアソシアティブTL
Bを示す図である。
Bを示す図である。
1…仮想空間、 2…実空間(主記憶装置)、
4a,4b…仮想ページ番号(VPN)7a,7b…実
ページ番号(PPN)、11…フルアソシアティブTL
B、 12…タグ部、13…データ部、14…TLBヒ
ット信号、15…PPNパリティチェッカ、20…PP
Nパリティ 、21…VPNパリティ、22…PPNパ
リティジェネレータ、23…VPNパリティジェネレー
タ、24…VPNパリティチェッカ。
4a,4b…仮想ページ番号(VPN)7a,7b…実
ページ番号(PPN)、11…フルアソシアティブTL
B、 12…タグ部、13…データ部、14…TLBヒ
ット信号、15…PPNパリティチェッカ、20…PP
Nパリティ 、21…VPNパリティ、22…PPNパ
リティジェネレータ、23…VPNパリティジェネレー
タ、24…VPNパリティチェッカ。
Claims (4)
- 【請求項1】入力データバスより与えられる入力データ
と、入力データを取り込み入力データと一致する変換前
データが記憶領域内に存在すれば一致信号を出力する機
能を有するタグ部と呼ばれる記憶装置と、前記タグ部か
らの一致信号を受信すると記憶領域内から対応する1つ
の変換後データを選択して出力データバスへ出力する機
能を有するデータ部と呼ばれる記憶装置からなるデータ
変換回路において、前記タグ部に格納してある変換前デ
ータのエラー検出または訂正用のビットを前記タグ部内
の変換前データから生成し前記データ部に格納する回路
及び、前記データ部内に格納してある前記タグ部のエラ
ー検出ビットを入力として前記タグ部のエラー検出また
は訂正を行う回路を備えることを特徴とするデータ変換
回路。 - 【請求項2】前記データ部内の変換後データを読み出す
際に、前記タグ部内の変換前データに対するエラー検出
または訂正用のビットを前記データ部から同時に読み出
すことで前記タグ部に格納してある変換前データのエラ
ー検出または訂正が可能であることを特徴とする請求項
1記載のデータ変換回路。 - 【請求項3】前記データ部から読み出した前記タグ部内
の変換前データに対するエラー検出または訂正用のビッ
トと前記入力データをエラー検出または訂正を行う回路
に入力することで、前記タグ部に格納されている変換前
データのエラー検出または訂正を行うことを特徴とする
請求項1記載のデータ変換回路 - 【請求項4】前記タグ部内の変換前データに対するエラ
ー検出または訂正用のビットは、変換前データを前記タ
グ部へ書き込む際にエラー検出または訂正ビットを生成
し前記データ部に格納することを特徴とする請求項1記
載のデータ変換回路
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8030334A JPH09223070A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | データ変換回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8030334A JPH09223070A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | データ変換回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09223070A true JPH09223070A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12300928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8030334A Pending JPH09223070A (ja) | 1996-02-19 | 1996-02-19 | データ変換回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09223070A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009514115A (ja) * | 2005-10-28 | 2009-04-02 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 格納された符号化キーを使った高速cam検索 |
WO2012039169A1 (ja) * | 2010-09-22 | 2012-03-29 | 三菱重工業株式会社 | アドレス変換検査装置、中央処理演算装置、及びアドレス変換検査方法 |
-
1996
- 1996-02-19 JP JP8030334A patent/JPH09223070A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009514115A (ja) * | 2005-10-28 | 2009-04-02 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 格納された符号化キーを使った高速cam検索 |
WO2012039169A1 (ja) * | 2010-09-22 | 2012-03-29 | 三菱重工業株式会社 | アドレス変換検査装置、中央処理演算装置、及びアドレス変換検査方法 |
JP2012068840A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | アドレス変換検査装置、中央処理演算装置、及びアドレス変換検査方法 |
US9009579B2 (en) | 2010-09-22 | 2015-04-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Address translation checking device, central processing unit, and address translation checking method |
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