JPS6136263B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は情報処理装置のバツフアメモリ制御装
置に関する。

従来のバツフアメモリ制御装置は、例えば、特
公昭43―4011号公報に開示されているが、このバ
ツフアメモリ装置においては、バツフアメモリを
複数の記憶領域（この領域の各々をブロツクと称
する）に分割して使用している。この場合、ラン
ダムアクセスのデータに対しては前記ブロツクへ
のアクセス要求が発生した時点で必要に応じて主
記憶装置から対応するブロツクを読み出すように
している。従つて、バツフアメモリに存在しない
ブロツクが最初にアクセスされるときは常に主記
憶装置からのブロツク読出し時間だけ待たされる
という欠点がある。

また、従来、命令や長さの長いデータ等のシー
ケンシヤルアクセスされるデータに関しては、将
来使われる可能性のあるデータを前もつてバツフ
アメモリに準備しておく方式を採用している。し
かしながら、この方式には、シーケンシヤルアク
セスが途中で中断された場合には、必要でない主
記憶装置へのアクセスが行なわれ、しかもバツフ
アメモリへのアクセスをシーケンシヤルアクセス
であるか否かの区別を行ないながら制御を行なわ
なくてはならないという欠点がある。

さらに、バツフアメモリの有する格納量は設定
されたブロツクの大きさに限定され、使用するデ
ータの大きさに対応して格納量を変えることがで
きないという欠点がある。

本発明の目的はバツフアメモリに対するアクセ
ス時間を見かけ上短くするとともに該バツフアメ
モリの記憶単位であるブロツクに所望のデータが
存在する確率を高めるようにしたバツフアメモリ
制御装置を提供することにある。

本発明の装置は、主記憶装置の記憶内容と同一
内容をブロツク単位で記憶するバツフアメモリ
と、 このバツフアメモリの記憶位置を示すアドレス
情報と前記ブロツクのそれぞれに対応して設けら
れ前記アドレス情報で指定されるブロツクの内容
が前記主記憶装置の記憶内容と同一であるか否か
を示す有効性ビツトと前記ブロツクのそれぞれに
対応して設けられ前記ブロツクのそれぞれが以前
にアクセスされたか否かを示すアクセスビツトと
を記憶する管理テーブル記憶手段と、 前記バツフアメモリのアクセス要求されたブロ
ツクに対応した前記アクセスビツトをアクセスさ
れた状態表示に更新する更新手段と、 前記アクセス要求されたブロツクに対応した有
効性ビツトの有効および無効の状態に無関係に該
ブロツクが以前にアクセスされていないとき、ま
たは、そのアクセスの状態に無関係に前記対応し
た有効性ビツトが無効を表示しているときは、前
記アクセス要求されたブロツク以外のブロツクの
うち前記有効性ビツトにより無効表示されたブロ
ツクを前記主記憶装置の記憶内容に更新しそれら
のブロツクの前記有効性ビツトを有効と表示する
とともにそれらのブロツクのアクセスビツトを未
だアクセスされていない状態に表示する手段とか
ら構成されている。

本発明では、バツフアメモリの一ブロツク単位
の格納量が大きい程主記憶装置へアクセスする頻
度を減少させることができるという事実を利用し
て、ブロツクの格納量を実効的に大きくするとと
もにそれにともなうアクセス間の増加を前記ブロ
ツクの論理的な分割で防止したことに特徴があ
る。

次に本発明一実施例について図面を参照して詳
細に説明する。

図に示す本発明の一実施例は、アクセス要求部
１０、主記憶装置２０、バツフアメモリ１００、
管理テーブル２００、アドレスレジスタ３００、
補充アドレスレジスタ４００、セレクタ５００お
よび６００、加算器７００および制御部８００か
ら構成されている。

図示されていない演算ユニツト、命令先取ユニ
ツト、アドレス変換ユニツトおよびデータ転送ユ
ニツト等の単独またはこれらの任意の組み合わせ
で構成されるアクセス要求部１０から主記憶装置
２０のアドレスがアドレスレジスタ３００に与え
られてアクセス要求が行なわれる。アドレスレジ
スタ３００の内容はセレクタ５００を介して管理
テーブル２００に与えられ、アクセス要求に該当
するブロツクがバツフアメモリ１００内に存在す
るかどうかが調べられる。

本実施例におけるバツフアメモリ１００は、２
コンパートメントのセツトアソシアテイブ方式を
採用しているが、他の方式を採用した構成にして
もよい。管理テーブル２００は、バツフアメモリ
１００の中の各ブロツクに対応した情報を有し、
ブロツクの有効性を示す有効ビツトとブロツクへ
のアクセスがあつたことを示すアクセスビツトと
を有するアクセス管理部２１０および各ブロツク
に具備される情報の主記憶装置２０上のアドレス
を有するアドレス管理部２２０から構成される。

本発明の特徴は構成要素に加算器７００を採用
したことにあり、この加算器７００は、アクセス
要求部１０の要求したブロツクに隣接するブロツ
クの主記憶アドレスを求めるために用いられる。
この加算器のセレクタ５００から与えられる主記
憶アドレスに、ブロツク長に対応する値だけ加算
された結果が補充アドレスレジスタ４００に与え
られる。なお、加算器７００は、主記憶アドレス
を指定するデータ幅全てに対する加算を行なう必
然性は無く、ハードウエア量を減少させる目的
で、アドレス指定の下位の一部に対して加算を行
ない、上位への桁上りを無視する形で構成しても
よい。また、例えば、ページング機構を有するシ
ステムにおいては、加算結果がページ境界を越え
る場合は先取りをしないことも考えられる。

補充アドレスレジスタ４００は将来使用される
可能性の高いブロツクがバツフアメモリ１００上
に存在するかどうかを調べ必要に応じて主記憶装
置２０から対応ブロツクを読み出すために、セレ
クタ５００を介して用いられる。なお、補充アド
レスレジスタ４００により前記管理テーブル２０
０内のアドレスが調べられ、補充が必要と判断さ
れたブロツクは、必ず主記憶装置２０から読み出
されてバツフアメモリ１００に写しとして持たね
ばならないという必然性は無く、例えば、管理テ
ーブル２００の使用中状態が連続する場合等に、
ブロツクの補充を一部行なわない制御とすること
も可能である。

制御部８００はアクセス要求部１０からのアク
セス要求により、前記各部および主記憶装置２０
に対する要求を制御する。

次に本発明の制御動作を詳細に説明する。

まず、アクセス要求部１０からのアクセス要求
により読み出し要求され対応するブロツクが、バ
ツフアメモリ１００に存在する場合について説明
する。

アクセス要求部１０からの主記憶アドレスがア
ドレスレジスタ３００にセツトされ、セレクタ５
００を介して管理テーブル２００の対応するセツ
トを読み出すためのアドレスとして与えられると
ともにアドレス管理部２２０の読出しデータと比
較されて、対応ブロツクのアドレスとバツフアメ
モリ１００内のブロツクのアドレスとが一致する
かどうかが調べられる。同時にアクセス管理部２
１０の有効ビツトが調べられ、バツフアメモリ１
００内に対応するブロツクが存在するかどうかお
よび存在する場合にはその存在がどちらのコンパ
ートメントかが決定される。写しが存在する場
合、セレクタ５００からパス５００―１によりバ
ツフアメモリ１００に与えられるアドレスと、決
定されたコンパートメントを指定する制御線８０
０―５０によりセレクタ６００が働いて求めるデ
ータがパス６００―１によりアクセス要求部１０
に送られる。

この時、アクセス管理部２１０から読み出され
たアクセスビツトが調べられ、値が論理“１”、
すなわち、既に該当ブロツクへのアクセスがあつ
たことを示していれば、そこで動作は終了する。

もしアクセスビツトの値が論理“０”である
と、該当ブロツクは、以前に先取りされたブロツ
クで、そこに初めてアクセスがあつたことを示し
ているので、さらに将来アクセスされる可能性の
強い隣接ブロツクを先取りするため、下記の制御
を行なう。

すなわち、該当ブロツクのアクセスビツトをパ
ス８００―１で与えるデータにより論理“１”に
書き換えた後セレクタ５００の出力がパス５００
―１により加算器７００に与えられ、ブロツク長
だけ加算された結果がパス７００―１により補充
アドレスレジスタ４００に取り込まれる。セレク
タ５００は、補述アドレスレジスタ４００の内容
を選択するように、パス４００―１側に切換えら
れ、パス５００―１に補充アドレスを与える。次
に管理テーブル２００が、パス５００―１に与え
られた補充アドレスに対して調べられ、対応ブロ
ツクが、バツフアメモリ１００内に存在するかど
うかが決定される。もし存在すれば動作は終了す
る。存在しない場合、補充アドレスが、パス５０
０―１により主記憶装置２０に与えられ、主記憶
装置２０から対応ブロツクが読み出される。読み
出されたブロツクは、パス２０―１によりバツフ
アメモリ１００に書き込まれ、ブロツクのアドレ
スがパス５００―１によりアドレス管理部２２０
に書き込まれ、また、パス８００―１によりアク
セスビツトを論理“０”とし、有効ビツトを論理
“１”としたデータがアクセス管理部２１０に書
き込まれる。なお、この書き込み動作を行なうコ
ンパートメントは、従来技術で知られている置換
えアルゴリズムに従つて決定され、またセツトア
ドレスは、パス５００―１により与えられる補充
アドレスが使用される。本動作により、本発明の
特徴を成すブロツクの先取り動作が達成される。

なお、本実施例では、隣接ブロツクを１つ先取
りするようにしたが、複数の隣接ブロツクを同様
の方法で先取りする構成にしてもよい。

次に、アクセス要求部１０からの読出し要求
で、バツフアメモリ１００内に対応するブロツク
が存在しなかつたときの本発明の制御動作を説明
する。

アクセス要求部１０からの主記憶アドレスが、
アドレスレジスタ３００、セレクタ５００および
パス３００―１および５００―１を介して管理テ
ーブル２００に与えられ、対応ブロツクがバツフ
アメモリ１００内に存在しないことが判明する
と、前記補充アドレスによる主記憶２０からのブ
ロツク読み出しと同様の方法で、アドレスレジス
タ３００の内容がセレクタ５００、パス５００―
１を介して主記憶装置２０に与えられることによ
り達成される。但し、この時パス８００―１によ
り書き込まれるアクセス管理部２１０へのデータ
は、アクセスビツトを論理“１”、有効ビツトを
論理“１”とした値である。バツフアメモリ１０
０に書き込まれたブロツクのデータは、パス５０
０―１で与えられるアドレスレジスタ３００の内
容に従つて再び読み出され、アクセス要求部１０
にパス６００―１を介して与えられる。

その後、アドレスレジスタ３００の内容は、セ
レクタ５００および加算器７００を介してブロツ
ク長だけ加算され、補充アドレスレジスタ４００
に与えられ、セレクタ５００は、補充アドレスレ
ジスタ４００の内容を選択するように切換えられ
る。以後の動作は、前記アクセス要求部１０から
のアクセス要求ブロツクがバツフアメモリ１００
に存在する場合の補充アドレスレジスタ４００に
よるブロツク先取りの動作と同様である。

最後に、アクセス要求部１０からのアクセス要
求が、主記憶装置２０への書込み要求であるとき
の本発明の制御動作を説明する。

本実施例においては、書込み要求のあつたブロ
ツクがバツフアメモリ１００内に存在する場合
は、該当ブロツクを無効化する構成を採る。

書込み要求がある場合、アクセス要求部１０は
書込みデータをパス１０―２により主記憶装置２
０に送り、同時に主記憶アドレスがアドレスレジ
スタ３００にセツトされ、セレクタ５００および
パス５００―１を介して主記憶装置２０に与えら
れる。これらの情報で主記憶装置２０に書込み動
作を行なわせるとともに、アドレスレジスタ３０
０の内容はセレクタ５００およびパス５００―１
により管理テーブル２００に与えられて、対応す
るブロツクがバツフアメモリ１００内に存在する
かどうか調べられる。もし存在すると、パス８０
０―１により該当ブロツクのアクセス管理部２１
０へのデータとして有効ビツトが論理“０”のデ
ータが与えられ、ブロツクが無効とされる。

なお、書込み動作において、対応するブロツク
がバツフアメモリに存在するときに、主記憶装置
に対する書込みとともにバツフアメモリへの書込
みも行なう。従来知られている方式における、読
み出し動作の場合と同様、アクセスビツトを調べ
ることにより、隣接ブロツクの先取りを行なうよ
う構成することも本発明として可能である。

本発明には、以上説明したように、バツフアメ
モリの管理テーブルに、アクセスビツトを設け、
将来アクセスされる可能性の大きいブロツクを予
めバツフアメモリ内に先取りするように構成する
ことによりデータ処理装置の性能を向上させるこ
とができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す図である。 １０…アクセス要求部、２０…主記憶装置、１
００…バツフアメモリ、２００…管理テーブル、
２１０…アクセス管理部、２２０…アドレス管理
部、３００…アドレスレジスタ、４００…補充ア
ドレスレジスタ、５００，６００…セレクタ、７
００…加算器、８００…制御部、１０―１，１０
―２，２０―１，１００―１，１００―２，２１
０―１，２１０―２，２２０―１，２２０―２，
３００―１，４００―１，５００―１，６００―
１，７００―１，８００―１…パス、８００―１
０，８００―２０，８００―３０，８００―４
０，８００―５０，８００―１００，８００―２
００…制御線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 主記憶装置の記憶内容と同一内容をブロツク
   単位で記憶するバツフアメモリと、 このバツフアメモリのブロツク記憶位置を示す
   アドレス情報と前記ブロツクのそれぞれに対応し
   て設けられ前記アドレス情報で指定されるブロツ
   クの内容が前記主記憶装置の記憶内容と同一であ
   るか否かを示す有効性ビツトと前記ブロツクのそ
   れぞれに対応して設けられ前記ブロツクのそれぞ
   れが以前にアクセスされたか否かを示すアクセス
   ビツトとを記憶する管理テーブル記憶手段と、 前記バツフアメモリのアクセス要求されたブロ
   ツクに対応した前記アクセスビツトをアクセス表
   示状態に更新する更新手段と、 前記アクセス要求されたブロツクに対応した前
   記有効性ビツトの有効および無効の状態に無関係
   に該ブロツクが以前にアクセスされていないとき
   またはそのアクセスの状態に無関係に前記対応し
   た有効性ビツトが無効を表示しているときには前
   記アクセス要求されたブロツク以外のブロツクの
   うち前記有効性ビツトにより無効表示されたブロ
   ツクの内容を前記アドレス情報で指定される前記
   主記憶装置内のブロツクの記憶内容に更新しそれ
   らのブロツクの有効性ビツトを有効と表示すると
   ともにそれらのブロツクのアクセスビツトをアク
   セスされていない状態に表示する手段とから構成
   されたことを特徴とするバツフアメモリ制御装
   置。