JPS5922314B2 - 記憶装置書込み方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中央処理装置と主記憶装置とを有する情報処理
装置における書込緩衝記憶装置の主記憶装置に対する書
込み方式に関するものである。

従来、情報処理装置において主記憶装置へデーータを書
込むときには、一つ前のアクセスが終了するまでの間次
の書込みができないために、書込緩衝記憶装置を置き、
中央処理装置は一旦これに書込んで直ちに次の制御へ移
り、主記憶装置に対する次の書込み要求が来たときに、
データを一旦保持している書込緩衝記憶装置から主記憶
装置へ書込むと共に、この書込要求のデータを書込緩衝
記憶装置へ書込む方法が採られている。この書込緩衝記
憶装置は、書込データのアドレスを格納するアドレス記
憶部と、書込データの書込部位指定を格納する書込部位
指定記憶部と、書込データを格納するデータ記憶部とを
備え、書込緩衝記憶装置に保持されているデータのアド
レスと同じアドレスに対する読出し要求があると、主記
憶装置へアクセスすることなくこの書込緩衝記憶装置の
データ記憶部からデータの読出を行つている。

また情報を保持している書込緩衝記憶装置に対して次の
書込要求が出されるときには、アドレス記憶部番こ保持
されているアドレスと書込アドレスの比較を行い、比較
の結果両アドレスが一致すると、書込緩衝記憶装置の書
込要求の書込部位指定で指定された部位のデータ記憶部
を新しい書込み情報で置換え、比較の結果不一ー致のと
きには、書込緩衝記憶装置に保持している情報を主記憶
装置に書込んで新しい書込情報を書込緩衝記憶装置へ書
込み、この後で、中央処理装置は次の制御へ移行する。

この場合、主記憶装置へのアクセス期間中には、主記憶
装置に対する次のアクセスは待た′ される。ここで書
込緩衝記憶装置に保持されているｎ（ｎは任意の整数）
番目の書込情報を主記憶装置へ書込み、ｎ＋１番目の書
込み情報を書込緩衝記憶装置に格納するものとすると、
主記憶装置に対； してｎ番目の情報の書込みが終了し
ていないか、或いはその間に主記憶装置への読出し要求
があり読出しが終了していない場合には、ｎ ＋２番目
の１り書込要求が中央処理装置から出されてもｎ＋１番
目の情報は主記憶装置に直ちに格納することができず、
ｎ＋２番目の書込要求は待機させられる。

そして従来の方法では書込緩衝記憶装置に保持されてい
るｎ番目の情報はｎ＋１番目の情報の書込緩衝記憶装置
に対する書込要求が出てからはじめて主記憶装置へ格納
されるために、書込緩衝記憶装置への次の書込要求が待
たされる確率が高く、従つて中央処理装置から主記憶装
置へのスループツトが上らないという欠点があつた。本
発明は従来の上記欠点を除去する為になされたものであ
り、従つて本発明の目的は、中央処理装置からのｎ＋２
番目の書込要求を待たせる頻度を少くし、中央処理装置
から主記憶装置に対するスループツトを上げることがで
きる新規な記憶装置書込み方式を提供することにある。

本発明によれば、中央処理装置及び主記憶装置を備えた
情報処理装置の書込データのアドレスを格納するアドレ
ス記憶部と、データの書込部位を格納する書込部位指定
部と、データを格納するデータ記憶部とを有する書込緩
衝記憶装置の主記憶装置に対する書込において、現実行
命令を格納する現実行命令レジスタ及び先行制御により
先取りされた命令を格納する先行命令レジスタにおける
命令の機能コード部分をそれぞれ復号化し、それにより
命令の実行形式を判定し、データの読出し又は書込みが
ない命令或いは相当時間書込みがない命令を知り、また
読出し要求時には緩衝記憶装置に保持されているデータ
のアドレスを比較することにより前記緩衝記憶装置から
読出して主記憶装置から読出す必要がない場合を知り、
連続する命令の主記憶装置へのアタセス間隔を予知する
手段を有し、前記書込緩衝記憶装置から前記主記憶装置
へ書込みを行える時間の余裕がある場合には前記間隔に
おいて前記主記憶装置へ書込んで前記書込緩衝記憶装置
を空にしておき、これによつて前記中央処理装置からの
次の書込要求を待たせることなく、次の書込要求のデー
タを前記書込緩衝記憶装置へ書込む事ができ、従つて、
中央処理装置から主記憶装置に対するスループツトを向
上させることができる。

次に本発明をその良好な一実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すプロツク構成くフ 図であり、図に於て、参照番号１００は中央処理装置、
１は演算処理部、２は主記憶装置を夫々示し、３は中央
処理装置１００の演算処理部１から主記憶装置２へ書込
みを行うときにそれに先だち一旦書込みを行う書込緩衝
記憶装置である。

４は先取命令レジスタ、６はその命令機能コード部、５
は現実行命令レジスタ、７はその命令機能コード部、８
，９は復号器を夫々示している。

１０は本発明の中心となる記憶装置アクセス間隔判定部
を示し、該記憶装置アクセス間隔判定部は主記憶装置２
へのアクセスがない時間を検知し、その時間に書込緩衝
記憶装置３の内容を主記憶装置に書込ませる機能を有し
ている。

１１は緩衝記憶装置、３０は演算処理部１から読出し要
求あるいは書込要求を行うときのアドレスレジスタを夫
々示す。

第２図は書込緩衝記憶装置３の構成を説明した図であり
、３０１はアドレス記憶部、３０２は書込部位指定部、
３０３はデータ記憶部を夫々示している。第１図におい
て緩衝記憶装置１１は主記憶装置２よりもアクセス時間
が短く、比較的小容量で構成され、主記憶装置２の内容
の一部の写しを保持する機能を有する。第３図は、この
緩衝記憶装置１１の構成を説明した図であり、１１１は
該緩衝記憶装置１１をリプレースするのに必要な制御情
報を保持する部分、１１２は保持するデータのアドレス
を保持するアドレス記憶部、１１３はデータを保持する
データ記憶部である。リプレース方式については本発明
の説明に直接関係しないので説明を省略する。先ず中央
処理装置１００からの書込みについて説明する。

書込要求が出されたとき、書込緩衝記憶装置３に対して
はアドレスレジスタ３０とアドレス記憶部３０１の内容
とが比較され、アドレス記憶部３０１の内容と同じアド
レスに対して書込要求があつた場合には、書込データは
、データ線１５を通つて書込部位指定部３０２には前に
保持されていたデータとの論理和がとられたものに置換
えられ、データ記憶部３０３は書込要求に伴つた書込部
位指定で指定された部位を更新する。

書込アドレスがアドレス記憶部３０１に保持されている
アドレスと異るときには、データ線２２を通じてそれぞ
れアドレス記憶部３０１、書込部位指定部３０２、デー
タ記憶部３０３の内容を主記憶装置２へ書込んでから、
中央処理装置１００からの書込データはデータ線１５を
通つて書込緩衝記憶装置３のアドレス記憶部３０１、書
込部位指定部３０２、データ記憶部３０３へそれぞれ書
込まれる。

書込緩衝記憶装置３の内容がすでに主記憶装置２へ書込
まれてしまつているときには、中央処理装置１００の書
込データはそのまま信号線１５を通つて書込緩衝記憶装
置３へ書込まれる。

緩衝記憶装置１１に対しては、アドレスレジスタ３０と
アドレス記憶部１１２の内容が比較され、その結果アド
レス記憶部１１２に同じアドレスが存在すれば、書込デ
ータは書込要求に伴つた書込部位指定に従つてデータ部
１１３へ書込まれる。

書込アドレスがアドレス記憶部１１２に存在しなければ
、緩衝記憶装置１１への書込みは実行されない。次に中
央処理装置１００からの読出しについて説明する。

読出し要求が出された場合には、アドレスレジスタ３０
の内容と緩衝記憶装置１１のアドレス記憶部１１２およ
び書込緩衝記憶装置３のアドレス記憶部３０１が比較さ
れ、その結果読出要求のアドレスと一致した場合には、
それぞれのデータ記憶部１１３またはデータ記憶部３０
３からデータが読出されて、それぞれ信号線２８または
信号線１６を通つて中央処理装置１００へ送られる。

ただしこのとき、書込緩衝記憶装置３と緩衝記憶装置１
１の両方において読出要求のアドレスと一致した場合に
は、緩衝記憶装置１１のデータ記憶部１１３の方からデ
ータを読出す。しかるに緩衝記憶装置１１から読出した
ときには、主記憶装置２および書込緩衝記憶装置３に対
するアクセスは無く、もしこのときに、書込データがま
だ書込緩衝記憶装置３に残つていれば、それを主記憶装
置２へ書込むことができる。そこでこのとき、中央処理
装置１００から主記憶装置２へアクセスが無いという信
号が緩衝記憶装置１１から信号線１０１を通つて記憶装
置アクセス間隔判定部１０へ送られる。一方、５は現実
行命令を保持する現実行命令レジスタであり、７はその
命令機能コード部である。

また４は先行制御により先取された命令を保持する先取
命令レジスタであり、６はその命令機能コードである。
現実行命令レジスタ５に保持されている命令の実行が終
了すると、この現実行命令が分岐命令である以外は、次
に実行される命令は必ず先取命令レジスタ４に保持され
ている命令であり、先取命令レジスタ４の内容が現実行
命令レジスタ５へ移送されて実行され、次の新しい命令
が先取されて先取命令レジスタ４に入力される。９は現
実行命令の機能コードの復号器、８は先取命令の機能コ
ードの復号器であり、それぞれ命令の実行形式を判定す
る。

ここで命令の実行形式の判定の結果、レジスタ間の演算
、または移送命令の場合には、命令実行時にはデータの
読出し、書込みは無く、また実行時間が長い命令に対し
ては、その命令により読出しまたは書込みが出されない
時間の長さすなわち主記憶装置２および書込緩衝記憶装
置３にアクセスが出されない期間を判別することができ
る。命令コードの復号器９および８は、このようにアク
セス時間を解析する機能を持つが、これは該情報処理装
置が有する命令により設定されるべきものである。第１
図に於て、１０は記憶装置アクセス間隔判定部であり、
信号線１０１は緩衝記憶装置１１に読出要求に対するデ
ータが保有されており中央処理装置１００からの読出要
求に対して主記憶装置２をアクセスする必要がないとい
う信号であり、信号線１０２は復号器９の判定の結実現
実行命令が相当時間の間に主記憶装置２に対してアクセ
スを出さないという信号であり、信号線１０５は現実行
命令が分岐命令であるという信号であり、信号線１０３
は復号器８の判定の結果先取命令が実行時において相当
時間の間に主記憶装置２に対してアクセスを出ないとい
う信号であり、信号線１０４は該情報処理装置の制御部
により先取命令レジスタ４へ書込緩衝記憶装置３または
主記憶装置２から読出し中であるという信号である。

第４図は記憶装置アクセス間隔判定部１０の具体的構成
を示した図である。第４図において、信号線１０１，１
０２，１０３，１０４，１０５，１４は第１図の該当信
号と同一である。信号線１０９は該情報処理装置の制御
部から出される現命令実行開始のタイミング信号であり
、信号線１１０は現命令実行終了時のタイミング信号で
ある。信号線１４は、命令実行時においては信号線１０
１により、また命令実行開始時においては信号線１０６
、すなわち先行制御により命令先取中でなく現命令が相
当時間主記憶装置２へアクセスを出さないという信号に
より、また、命令終了時においては信号線１０７、すな
わち現命令が分岐命令でなく次に実行する先取命令が相
当時間主記憶装置２へアクセスを出さないという信号に
より、書込緩衝記憶装置３および主記憶装置２に対して
アクセスが出されないということを示す信号である。

この信号線１４が８オン１のときに、書込緩衝記憶装置
３から主記憶装置２へ書込んでおけば、次に中央処理装
置１００から書込要求が出されても、その書込要求を待
たせる事なく直ちに書込緩衝記憶装置３へ書込むことが
できる。

以上のように本発明によれば、記憶装置アクセス間隔判
定部を設けることにより、主記憶装置へアクセスがない
時間を知り、この時に書込緩衝記憶装置の内容を主記憶
装置に書込んで、書込緩衝記憶装置を空にしておき、次
の書込データを直ち 二に書込緩衝記憶装置に書込める
ようにして、中央処理装置から主記憶装置に対するスル
ープツトを向上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すプロツク構成 ２図で
ある。 １は演算処理部、２は主記憶装置、３は書込緩衝記憶装
置、４は先取命令レジスタ、６はその命令機能コード部
、５は現実行命令レジスタ、７はその命令機能コード部
、８は先取命令機能コード復号器、９は現実行命令機能
コード復号器、１０は記憶装置アクセス間隔判定部、１
１は緩衝記憶装置、１２，１５，２２は書込信号線、１
３は緩衝記憶装置書込データ信号線、１４は制御出力信
号線、１６，２８，２９は読出信号線、３０はアドレス
レジスタ、３１，３２はアドレス信号線、１００は中央
処理装置、１０１〜１０５は制御入力信号線である。 第２図は書込緩衝記憶装置を説明する為の図である。 ３０１はアドレス記憶部、３０２は書込部位指定部、３
０３はデータ記憶部、１５１，１５２，１５３は第１図
の書込信号線１５のそれぞれアドレス、書込部位指定、
書込データであり、２２１，２２２，２２３は第１図の
書込信号線２２のそれぞれアドレス、書込部位指定、書
込データであり、３２および１６は第１図の該信号と同
じである。 第３図は緩衝記憶装置を説明する為の図である。１１１
はリプレース制御部、１１２はアドレス記憶部、１１３
はデータ記憶部、１１，１２，１３，２８，３１は第１
図の該信号と同じである。 第４図は記憶装置アクセス間隔判定部の具体的構成の一
例を示す図である。１０１，１０２，１０３，１０４，
１０５，１４は第１図の該信号と同じであり、１０６，
１０７，１０９，１１０は制御信号である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主記憶装置へ書込むデータを一旦保持する書込緩衝
   記憶装置と、前記主記憶装置に記憶されているデータの
   一部を保持する緩衝記憶装置を有する情報処理装置にお
   いて、命令実行時に現実行命令レジスタに保持されてい
   る命令語及び先行制御により先取り読出しをして先取命
   令レジスタに保持されている命令語の命令コードを復号
   化することによりそれらの命令の実行形式を判定し、ま
   たデータ読出時において前記緩衝記憶装置に求める読出
   データが存在し前記主記憶装置に対してアクセスを行う
   必要がない時を知り、前記主記憶装置に対するアクセス
   が出されない時間に前記書込緩衝記憶装置に保持されて
   いるデータを前記主記憶装置に書込むことを特徴とする
   記憶装置書込み方式。