JPS60123944A - 情報処理装置におけるバツフアメモリ制御方式 - Google Patents

情報処理装置におけるバツフアメモリ制御方式

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JPS60123944A
JPS60123944A JP58231105A JP23110583A JPS60123944A JP S60123944 A JPS60123944 A JP S60123944A JP 58231105 A JP58231105 A JP 58231105A JP 23110583 A JP23110583 A JP 23110583A JP S60123944 A JPS60123944 A JP S60123944A
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    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0844Multiple simultaneous or quasi-simultaneous cache accessing
    • G06F12/0855Overlapped cache accessing, e.g. pipeline
    • G06F12/0859Overlapped cache accessing, e.g. pipeline with reload from main memory

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は情報処理装置に係り、特に主記憶装置の内容の
一部を写しとして保持するバッファメモリlそなえた中
央処理装置において、アクセス処理ヲ高速化するための
バッファメモリ制御方式に関する。
〔技術の背景〕
第1図は本発明を適用しうるバッファメモリ方式の情報
処理装置の概念図である。図中、1は主記憶装置、2は
中央処理装置、および3はバックアメモリケ示す。なお
本発明VC直接関係のない他装置は省略しである。
第2図1はバッファメモリの構成の一例を示している。
バッファメモVの構成の一例として、従来からセットア
ソシアティブ方式が提案され、数多く採用されており、
本図もこれにならっている。
図中、4はデータ部を示しており、主記憶の一部を方し
として保持している。データ部4はM組のセットからな
り、各セットはN個のブロックからなる。説明を理解し
やすいようにするために、本説明ではブロックは64バ
イト境界の連続する64バイトからなり、バッファメモ
リへのブロックの登録の単位は、8バイト境界の連続す
る8バイト(2ワード)であるものとする。5はアドレ
ス部であり、データ部4の各ブロックに対応して、有効
ビットと主記憶装置上でのアドレスを保持している。
このようなバッファメモリを有する従来の情報処理装置
では、オペランドの書き込み瓢照要求のアドレスが、主
記憶装置からバッファメモリに登録されつつあるブロッ
ク内に存在することが判定された場合には、そのブロッ
クのバッファメモリへの登録が完全に終了してから、オ
ペランドの書き込み参照が実施されていた。この場合、
ノくラフアメモリに登録されつつあるブロックの、既に
登録の終了したワードに対する書き込み参照要求も、登
録が完全に終了するまで待だされるという欠点があった
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を補うことK
あり、バックアメモリを有する中央処理装置の処理をよ
り1高速に主記憶装置からバッファメモリへ転送された
ブロックが完全に登録ヶ終了する以前に登録済の一部の
データに対してアクセスl可能にする手段l提供するこ
とにある。
〔発明の構成〕
本発明は、主記憶装置からバッファメモリへのブロック
の登録中に、既に登録の終了した先頭ワードに対してオ
ペランド書き込み参照を実施する手段を設けて上記目的
l達成するものであり、その構成は、主記憶装置の内容
の一部の写しを保持するバッファメモリを中央処理装置
内に有する情報処理装置ニおいて、通常の読み出し要求
および書き込み要求の他に、同一番地に対する読み出し
参照と書き込み参照とを連続して実行する要求なもつバ
ッファメモリ参照手段と、該同一番地に対する読み出し
参照と書き込み参照とt連続して実行する際、まずバッ
クアメモリの読み出し参照を行ない、ここで当該番地が
バッファメモリ上に存在しなかった場合に後続の書き込
み1照l中止し、主記憶装置に対して当該番地を含むブ
ロックの読み出しを要求する手段と、主記憶装置からバ
ックアメモリへ該ブロックを転送し、要求のあった番地
のワードを先頭としてバッファメモリへ登録するととも
に、該先頭のワードをバッファメモリから分岐して#l
l髪求元へ送る手段と、上記バッファメモリへの先頭ワ
ードの登録に連続してバッファメモリに対する同一番地
の書き込み動作を行なう手段とを有することを特徴とす
るものである。
〔発明の実施例〕
通算、情報処理装置では、主記憶装置から登録中のバッ
ファメモリのブロックの中の既に登録の終了した先頭ワ
ードに対するー、オペランドの書き込み参照要求がしば
しば行わわる。
たとえば、以下の3種の命令に類する命令体系を有する
情報処理装置においては、主記憶装置から登録しつつあ
るバッファメモリのブロックの中の既に登録の終了した
先頭ワードに対する書き込み参照要求が生じる。
■AND IMMEDIATE命令 第3図(a)に示すような命令語で表現される。B1(
ペースレジスタ値)とDI(変位)によって定義される
オペランドアドレスにあるバイトの各ビットとI2の各
ビットの論理積を作って、オペランドアドレスにストア
する。
■ORIMMEDIATE命令 第3図(b) K示すような命令語で表現される。B1
とDIKよって定義されるオペランドアドレスにあるバ
イトの各バイトとI2の各ビットの論理和1作って、オ
ペランドアドレスにストアする。
■EORIMMEDIATE命令 第3図(c) K示すような命令語で表現される。B1
とDIKよって定義されるオペランドアドレスにあるバ
イトの各ビットとI2の各ビットの排他的論理和を作っ
て、オペランドアドレスにストアする。
こねら3種に類する命令を実行するにあたって、中央処
理装置は、先ず、オペランドアドレスなフェッチしよう
とする。このとき、オペランドアドレスを含むブロック
がバッファメモリに存在すれは、上記の各論理演算を施
した後、バッファメモリと、主記憶装置i1にストアを
行なう。他方、オペランドアドレスを含むブロックがバ
ッファメモリに存在しない場合には、主記憶装置に対し
て、オペランドアドレスケ含むブロックの読み出しヲ要
求シ、バッファメモリに登録する。バッファメモリへの
登録の一回の単位をワードと仮定すれば、nワードから
なるブロックのバッファメモリへの登録は、n回にわた
ることになる。nはブロックの大きさをワードの大きさ
で除した値である。
ところで、主記憶装置からバッファメモリへの登録のI
I序な、修景とするオペランドアドレスを含むワードか
ら開始するように制御することは通常、行われているこ
とであり、公知の事実である。
本発明ではこの点に着目し、上記3命令に類する命令の
実行時において、オペランドアドレスがバッファメモリ
に存在しない場合に、主記憶装置からバックアメモリへ
のブロックの登録が開始された後、登録されつつあるブ
ロック内の登録の終了した先頭ワードに対してオペラン
ドデータに上記の各@理演算を施した後、バッファメモ
リにストアすることな可能Kjる。
第4図は、本発明の1実施例構成を示し、中央処理装置
のバッファメモリを中心とする要部構成図である。図中
、4はバッファメモリのデータ部、5はバッフアメそり
のアドレス部、6は命令制御部IU、7は演算部EU、
8はレジスタMIR。
9はレジスタBWR,10はレジスタBDR,11はレ
ジスタiwi、i2はレジスタowrt、i3はレジス
タMWR,14はレジスタMA FL、15はレジスタ
BFAR1”16はレジスタEAR,17はレジスタB
AR,18および19は選択回路、20は比較回路、2
1は制御線、22および23はアドレス線、24および
25はデータ線を表わす。
なお、本実施例は、ストア番地がバッファメモリにあわ
は、バッファメモリにストアすると同時ニ主記憶装置i
iKもストアするいわゆるストアスル一方式のバッファ
メモリシステムのものである。
中央処理装置内における命令の実行は次のようにして行
なわれる。命令制御部IU6(以下IUと呼ぶ)がアド
レス線22を使用して実行すべき癲令のアドレスを、レ
ジスタEARL 6 (以下EARと呼ぶ)VC送り、
実行すべき命令のアドレスが、バッファメモリのアドレ
ス部5Fc存在するかどうかが、比較回路20で調べら
れる。
実行すべき命令のアドレスがバックアメモリのアドレス
部5Vc存在することが判明すると、バッファメモリの
データ部4から読み出したN個のブロックのいずれかが
、選択回路18で選択され、ブロック内の実行すべき命
令のワードが、レジスタBD)tl O(以下BDRと
呼ぶ)および選択回路19を経て、レジスタIWRI 
1 (以下IWRと呼ぶ)からIUVc送られ、実行さ
れる。
実行すべき命令のアドレスがバッファメモリのアドレス
部5に存在しない場合には、レジスタMARI 4 (
以下MARと呼ぶ)から主記憶装置に対して、当該命令
を含むブロックの読み出し要求な出す。
主記憶装置から読み出されたブロックは、前述したよう
に8バイト(2ワ〜ド)ずつ8回に分けてレジスタMI
R8(以下?’vl I Rと呼ぶ)からレジスタBW
R9(以下BWRと呼ぶ)を経て、バッファメモリのデ
ータ部4に登録され、そねとともに実行すべき命令を含
む先頭のワードが、データ線24および選択回路19を
経て、IWrtからIUに送られ実行される。
命令実行にあたっては、IUは制御線21Y使用して、
演算部EU7 (以下EUと呼ぶ)K各種指令な送り、
演算を行なわせる。EUが必要とする1f?lのオペラ
ンドデータは、IUの命令語の読み出しと同様に、バッ
クアメモリまたは主記憶装置から読み出さね、レジスタ
0WRI 2 (Jg下OWRと呼ぶ)を使用して送ら
社る。
また、EUの演算結果を省き込むべきアドレスを含むブ
ロックがバッファメモリ上に登録されている場合には、
演算結果は、データ線25がらBWR4経てバッファメ
モリにストアされるとともに、レジスタMW)413(
以下MWRと呼ぶ)を経て、主記憶装置にストアされる
さらに、EUの演算結果を書き込むべきアドレスを含む
ブロックが、バッファメモリに登録されていない場合に
は、MWRを経て主記憶装置にのみストアを行なう。
さらに、本実施例においては、IUおよびEUから同一
番地に対する読み出し参照と書き込み参照を連続して行
なわせる要求にゎを、以後フェッチアンドストアオペレ
ーション、またはF&ST敬求と呼ぶ)が出された場合
には、先ず、バッファメモリにそのオペランドのアドレ
スが登録されテイルがどうか’&Mべ、登録されていわ
ハ、バックアメモリがら0WRyIl−使用してEUK
オペランドを送り、引きつづき、EUからのストアデー
タをバッファメモリおよび主記憶装置に省き込む動作を
行なう。このとき、書き込まわるデータは、バックアメ
モリから読み出されたオペランドデータに対して、EU
で前記の3命令のそわぞネによる論理演算を施したもの
である。
上記F&ST要求によるオペランドデータがバッファメ
モリ内に存在しない場合には、主記憶装置にそのオペラ
ンドを含むブロックの読み出し要求な出し、前述した命
令語の読み出しと同様に、EUが必要とするオペランド
データを含むワードを先頭にしてバッファメモリに’!
き込むとともに、データ線24から選択回路19を経て
E U K送られる。
EUは、このオペランドに対して、前記の3命令のそわ
ぞfiKよる論理演算を雄し、データ線25に書き込み
データを乗せる。前記主記憶装置からのブロックの登録
の先頭ワードのバッファメモリへの書き込みに引きつづ
いて、EUからの1き込みデータを、バッファメモリと
主記憶装置に省き込む。
m51NI (aL (b)は本実奥側におけるF&S
T要求の動作をタイムチャートで示したものである。第
5図(a)は、F&ST要求のオペランドがバックアメ
モリ内に存在する場合を示し、第5図(b)は、要求オ
ペランドがバッファメモリ内に存在しない場合を示して
いる。図中のP、T、B、R,W、Sはバッファメモリ
なアクセスするにあたってのパイプラインのタイミング
を示しており、それぞれ、以下の意味を持つ。
P・・・・・・バッファメモリアクセスのプライオリテ
ィサイクルT・・・・・・バッファメモリのアドレス部
の般1み出しサイクルB・・・・・・バッファメモリの
データ部の読み出しサイクルR・・・・・・後処理サイ
クル W・・・・・・バッファメモリのアドレス部の1、き込
みサイクルS・・・・・・バッファメモリのデータ部の
壱−き込みサイクル第5図(a)[おいて、IUからの
F&ST要求により、バッファメモリのアドレス部の読
み出しを行すい、オペランドアドレスがバッファメモリ
に存在jtlば、バッファメモリのデータ部を読み出し
て、OWRからEUVrオペランドデータを送る。
EUはOWRのデータに前記3命令による論理演算を施
し、EUSD(EUストアデータの略)としてBWR,
MWRKデータを送る。続いてパイプラインのSのタイ
ミングで、データがバッファメモリに書き込まれて、処
理は終了する。
第5図(b)において、IUからのF&ST要求により
、バッファメモリ上にオペランドが存在しないことが判
明した場合には、バックアメモリのデータ部の読み出し
は行なわず、主記憶装置に対して当該オペランドを含む
ブロックの読み出しを要求する。
主記憶装置からの読み出しデータは、先ずバッファメモ
リをバイパスするプライオリティがとられ、パイプライ
ンのRのタイミングでOWRがらEUに送られ、前記3
命令による論理演算が行なわれた後、EUSDとしてF
&ST要求のパイプラインのSのタイミングでバックア
メモリvc書き込まれろ。このとき、すでにバッファメ
モリの登録(図中oMODE IN)のためのプライオ
リティはとられており、17手前のSのタイミングで、
オペランドのバッファメモリへの登録は終了している。
以上、述べたとおり、請求のオペラン ドのバッファメモリへの登Hニ引きつづいて、同一オペ
ランドに対する省き込みが可能となる。
上述した実施例はストアスル一方式のバッファメモリシ
ステムに基づくものとして説明されたが、ストアを必ず
バッファメモリに対して行ない、バッファメモリにスト
ア番地がない場合には、主記憶装置からバッファメモリ
へブロックフェッチしてからストアfるスワップ方式の
バッファメモリの地合にも、全く同様に適用jることか
できる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によりは、主記憶装置からバ
ッファメモリへの登録が完全に終了していt「いブロッ
ク内の既に登録の完了した先頭ワードに対するオペラン
ドの書き込みが、請求を用いて実施することが可能にな
るので、バッファメモリを有する中央処理装置の処理の
高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はバッファメモリ方式の情報処理装置の概念図、
第2図はバックアメモリの構成例を示す説明図、第3図
(a)、 (bL (C)は本発明が有効に機能する3
種の命令tそれぞれ示j貌明図、第4図は本発明にもと
づく中央処理装置の1実施例構成図、第5図はF&ST
要求の動作例を示すタイムチャートである。 図中、4はバッファメモリのデータ部、5はバッファメ
モリのアドレス部、6は命令制御部IU、7は演算部E
U、8乃至17はレジスタ、18および19は選択回路
、20は比較回路、21は制御線、22および23はア
ドレス紳、24および25はデータ線ン示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 長 谷 川 文廣 (外1名)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主記憶装置の内容の一部の写しを保持するバッファメモ
    リを中央処理装置内に有する情報処理装#において、通
    常の読み出し要求および書き込み要求の他匠、同−属地
    に対する読み出しか照と書き込み参照と奢連続して実行
    する要求をもつバッファメモリ参照手段と、該同一番地
    に対する読み出し参照と書き込み参照とを連続して実行
    する際、まずバッファメモリの読み出し参照を行ない、
    ここで当該番地がバッファメモリ上に存在しなかった場
    合に後続の書き込み参照を中止し、主記憶装−、ニ対し
    て当該番地l含むブロックの読み出しを請求する手段と
    、主記憶装置からバックアメモリへ該ブロックを転送し
    、要求のあった番地のワードな先順としてバッファメモ
    リへ登録するとともに、該先頭のワードをバッファメモ
    リから分岐して参照要求元へ送る手段と、上記バッファ
    メモリへの先頭ワードの登録に連続してバッファメモリ
    に対する同一番地の書き込み動作を行な5手段とを有す
    ることケ特徴とする情報処理装置におけるバッファメモ
    リ制御方式。
JP58231105A 1983-11-30 1983-12-07 情報処理装置におけるバツフアメモリ制御方式 Granted JPS60123944A (ja)

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BR8406089A BR8406089A (pt) 1983-11-30 1984-11-20 Processo para controlar memoria intermediaria em aparelho de processamento de dados
CA000468354A CA1228678A (en) 1983-11-30 1984-11-21 Method for controlling buffer memory in data processing apparatus
AU35921/84A AU550540B2 (en) 1983-11-30 1984-11-27 Method for controlling buffer memory in data processing apparatus
KR8407464A KR900000480B1 (en) 1983-11-30 1984-11-28 Buffer memory control method into data processing apparatus
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DE3486276T DE3486276T2 (de) 1983-11-30 1984-11-30 Verfahren zum Steuern eines Pufferspeichers in einem Datenverarbeitungsgerät.
CA000526259A CA1233273A (en) 1983-11-30 1986-12-23 Method for controlling buffer memory in data processing apparatus
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US07/073,281 US4924425A (en) 1983-11-30 1987-07-08 Method for immediately writing an operand to a selected word location within a block of a buffer memory

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