JPS615357A - デ−タ処理装置 - Google Patents

デ−タ処理装置

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JPS615357A
JPS615357A JP59117110A JP11711084A JPS615357A JP S615357 A JPS615357 A JP S615357A JP 59117110 A JP59117110 A JP 59117110A JP 11711084 A JP11711084 A JP 11711084A JP S615357 A JPS615357 A JP S615357A
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data block
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JP59117110A
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Hirokore Watanabe
渡辺 広是
Tsutomu Tanaka
勉 田中
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】 (8)産業上の利用分野 本発明は、バッファメモリと、該バッファメモリに対す
るブロック単位のブリフェッチ機能を有するデータ処理
装置において、該バッファメモリに、フェッチ要求をし
ているアドレスに対応するデータブロックが存在しなか
った時のブリフェッチ機能に関する。
通常、バッファメモリを有するデータ処理装置における
プリフェッチ機能は、ムーブ命令のように連続したデー
タを効率良くアクセスする場合に、先にムーブインされ
てきたデータが処理される前に、主記憶装置に対して次
のデータブロックを予めバッファメモリにフェッチして
おき、中央処理装置から見た主記憶装置に対する見掛は
上のアクセスタイムを短縮させようとするものである。
然して、例えばパイプライン方式で主記憶装置に対する
メモリアクセスが行われているデータ処理装置において
、上記主記憶装置に対するブリフェッチを行う場合、例
えば2サイクルパイプライン制御装置のように、命令と
オペランドとを交互に、該パイプラインに取り込んでい
るような場合には、命令の取り込みに対して空きサイク
ルがある場合があることに着目して、該空きサイクルを
使用してブリフエ・ノチを行ってきた。
然しながら、最近のパイプライン制御のデータ処理装置
においては、パイプラインの有効利用が行われるように
なり、従来のように空きサイクルを使用してブリフェッ
チを行うことが困難になってきた為、効果的なブリフェ
ッチ機構が要求されるようになってきた。
(bl  従来の技術 従来のバックアメモリを有するデータ処理装置において
は、該バッファメモリに対してフェッチ要求を行い、タ
グ部で必要とするデータプロ・ツクが、当該バッファメ
モリに存在しないことが検出された時、ブロックフェッ
チ要求が主記憶装置に対して送出される。
その為、該主記憶装置から当該データブロックが転送さ
れてくる迄の間、上記データ処理装置においては、“デ
ータ待ち”となる制御形態をとっていた。
第2図はパイプライン制御のデータ処理装置において、
バッファメモリをアクセスして、必要とするデータブロ
ックが存在しないことが検出された時の動作の概略をタ
イムチャート的に示したもので、横軸は演算サイクルタ
イムの時間経過(T。
〜Tn)を示し、縦軸はある演算サイクルにおいて、主
記憶装置をアクセスするアクセスパイプラインで処理さ
れている処理ステージを示しており、例えば、 Pニブライオリティ・サイクルで、アクセスパイプライ
ンに対する優先制御を行う。
B:バッファ・サイクルで、タグ部における一致検出処
理を行う。
R:リザルト・サイクルで、上記Bステージで、当該バ
ックアメモリに必要とするデータブロックが存在しない
時には、主記憶装置に対してブロックフェッチを行い、
存在する時は該バックアメモリからデータブロックを読
み出す処理を行う。
もので、上記アクセスパイプライン(但し、ロードパイ
プライン)においては、上記P、B、Rの3ステージで
一連の処理を完了する。そして、各ステージ記号に付け
られている数字は、メモリに対するアクセス要求の順序
番号を示しているものとする。
本図から明らかな如く、演算サイクルタイムTOにおい
ては、当該アクセスパイプラインは、アクセス要求番号
1のPステージ記号のみしか実行していないが、例えば
演算サイクルタイムT3においては、 アクセス要求番号4のPステージ記号と、アクセス要求
番号3のBステージ記号と、アクセス要求番号2のRス
テージR2と、を同時に実行していることが分かる。
又、アクセス要求番号1の処理はTOで始まり、T2で
終了し、アクセス要求番号3の処理はT2で始まりT4
で終了して、それぞれ当該アクセスパイプラインから抜
は出していく。
今、T4サイクルにおいて、アクセス要求番号4のBス
テージにおいて、当該アクセスが必要とするデータブロ
ックが存在しないこと(即ち、ノンヒント)が検出され
たとすると、次の15サイクルにおいて、主記憶装置に
対するブロックフェッチ要求’BF’を送出する結果、
主記憶装置から当該データブロックが転送されてくる迄
、該アクセス要求を出した中央処理装置は、以後のアク
セスパイプラインにおける処理を中断せざるを得なかっ
た。
(C)  発明が解決しようとする問題点即ち、バック
アメモリに必要とするデータブロックが存在しないこと
が検出されたT5サイクルにおいては、アクセスパイプ
ラインで実行されていたB5.P6の処理はキャンセル
され、該アクセスパイプラインは空きの状態となってし
まい、該アクセスパイプラインを有効に生かしていない
と云う問題があった。
上記の例はパイプライン制御のデータ処理装置での問題
であるが、一般のデータ処理装置においても、同様の“
待ち”が発生し、主記憶装置から当該データブロックが
転送されてくる迄の間、空き時間が生じてしまうと云う
問題があった。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、上記従来技術によるデ
ータ処理装置で発生していた空きサイクルを有効利用す
ることにより、バックアメモリにおける“ノンヒツトを
少なくし、同時に主記憶装置に対して連続した2データ
ブロツクに対するブロックフェッチを行う方法を提供す
ることを目的とするものである。
+dl  問題点を解決する為の手段 そしてこの目的は、バッファメモリに対するフェッチを
行って、該バッファメモリ中に当該データブロックが存
在しないことが検出された際、当該フェッチ要求のアド
レスのデータブロックに対する転送要求動作と並行に、
上記フェッチ要求のアドレスに1ブロツク分のアドレス
を加算したアドレスでブリフェッチを行うようにして、
主記憶装置上の連続した2データブロック分のブロック
に対するブロックフェッチを行う方法を提供することに
よって達成される。
(e)  作用 即ち、本発明によれば、上記“ノンヒント”に対応する
通常のブロックフェ・ンチ動作と並行して、該“ノンヒ
ツトを発生したアドレスのデータブロックに連続したデ
ータブロックに対してブリフェッチ動作を行うように制
御されるので、該”ノンヒツト”に起因するデータ処理
装置での空き時間を有効に利用して、バッファメモリに
対する上記“ノンヒツト率を低減できると共に、主記憶
装置上の連続した2データブロック分のブロックフェッ
チを行うことができる効果がある。
(f)  実施例 以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
第1図(イ)は本発明の一実施例をブロック図で示した
ものであり、(ロ)はバイブライン制御のデータ処理装
置での動作例をタイムチャートで示した図である。
先ず、第1図(イ)によって、通常のフェッチ動作を説
明する。
命令制御部(以下IUと云う)1よりのフェッチ要求E
AGに対応するフェッチアドレスは、セレクタ2を通し
て実行アドレスレジスタ(EAR) 3にセントされ、
バッファメモリ(BS) 6.及びバッファメモリ(B
S) 6のアドレス情報を保持しているタグ部賞。
(TAG) 4をアクセスする。
タグ部(TAG) 4.及び一致検出回路(MCI) 
5により、バッファメモリ(BS) 6上に、上記フェ
ッチに対するデータブロックが存在することが検出され
た場合、バッファメモリ(BS) 6からセレクタ7を
通して、当該データが読み出され、上記フェッチ要求(
EAG)が命令の場合には1111に、オペランドの場
合には演算部(EU) 8に送出される。
タグ部(TAG) 4.及び一致検出回路(MCI) 
5によって、バッファメモリ(BS) 6上に、上記デ
ータブロックが存在しないことが検出された時、上記フ
ェッチアドレスは実行アドレスレジスタ(EAR) 3
からブロックフェッチ要求信号と共に、主記憶装置(以
下MCUと云う)11に送出される。
MCU 11から当該フェッチアドレスのデータブロッ
クが転送されてくると、そのデータをバッファメモリ(
BS) 6に登録し、アドレス情報をタグ部(TAG)
 4に登録するように制御される。(尚、登録の為の回
路は図示していない) 次に、本発明を実施した場合の動作を説明する。
本発明においては、rU 1からのフェッチ要求(II
!AG)に対する上記通常のブロックフェッチ動作と並
行して、肛υ11に対するブリフェッチ動作が行われる
IU 1からのフェッチ要求(EAG)により、バッフ
ァメモリ(BS) 6.及びタグ部(TAG) 4がア
クセスされ、タグ部(TAG) 4.及び一致検出回路
(MCI) 5において、バッファメモリ(BS) 6
上に、必要とするデータブロックが存在しないことが検
出された時(即ち、“ノンヒツトが生じた時)、上記通
常のブロックフェッチ動作と並行して、実行アドレスレ
ジスタ(EAR) 3にセントされているIU1からの
フェッチアドレスが加算器(INC) 9によって、1
データブロック分のバイト数〔本実施例においては、1
ブロツクが64バイトとして説明する〕64を加算して
、ブリフェッチボー) (PP PORT) 10にセ
ットし、そのアドレスをセレクタ2を制御して実行アド
レスレジスタ(f?ARン3に送出し、再度タグ部(T
AG) 4を調べ、一致検出回路(MCI) 5におい
て一致出力が得られ、且つバリッドビットが。
1゛であると、当該データブロックがバッファメモリ(
BS) 6に存在することになるので、該ブリフェッチ
動作を終了し、上記一致検出回路(MCI) 5におい
て一致出力が得られないか、又は一致出力が得られても
バリッドピントが“0”であれば、必要なデータブロッ
クがバッファメモリ(BS) 6には無いことになるの
で、先に設定した実行アドレスレジスタ(EAR) 3
のアドレスを、MCU 11に送出してブリフェッチの
為のブロックフェッチ(BFpf)を行い、MC[I’
llから転送されてきたデータブロックをバッファメモ
リ(BS)6に、アドレスをタグ部(TAG) 4に、
それぞれ登録して、当該ブリフェッチ動作を終了するよ
うに動作する。
この結果、バッファメモリ(BS) 6には連続した2
つのアドレスに対して、ブロックフェ・ノチされたデー
タブロックが登録されることになる。
若し、該バッファメモリがセットアソシアティブ方式の
場合には、連続したアドレスの何れかのウェイに当該デ
ータブロックが登録される。
上記詳細に説明したブリフェッチ動作を、パイプライン
制御のデータ処理装置を例して(ロ)のタイムチャート
的に示した動作図で説明する。
(ロ)において示されている記号は、総て第2図で説明
したものと同じものである。
但し、本発明に関連するアクセスパイプラインの各ステ
ージの処理については、それぞれPpf。
Bpf、  Rpf、で区別を付けている。
第2図においては、丁4サイクルにおいて、アクセス要
求番号4のBステージB4において、当該アクセスが必
要とするデータブロックが存在しないこと(即ち、ノン
ヒツト)が検出されると、次のT5サイクルのRステー
ジR4において、MC[I 11に対するブロックフェ
ッチ要求”BF”を送出する結果、hCυ11から当該
データブロックが転送されてくる迄、該アクセス要求を
出した中央処理装置は、以後のアクセスバイブラインに
おける処理を中断していた。
従って、バッファメモリに必要とするデータブロックが
存在しないことが検出されたT5サイクルにおいては、
その時アクセスパイプラインで実行されていたB5. 
P6の処理はキャンセルされ、該アクセスバイブライン
は空きの状態となっていた。
そこで、上記本発明においては、該空きサイクルをブリ
フェッチの為に使用する所に、その本質がある。
即ち、前述のように、T5サイクルにおける後続のアク
セス要求に対する処理は、総てキャンセルされているこ
とに着目して、該T5ザイクルからブリフェッチの為の
アクセス要求をアクセスバイブラインに投入するように
制御する。
そして、T6ザイクルにおいて、該ブリフェッチにおけ
るBステージ(B pf)において、必要とするデータ
ブロック (T5サイクルで、MCU11にブリックフ
ェッチを行ったデータブロックの次のアドレスのデータ
ブロック)が、バッファメモリ(BS)6に存在するこ
とが検出された時は、該ブリフェッチ動作は次の17サ
イクルにおけるRステージ(Rpf)で終了となる。
然して、該必要とするデータブロックが、バッファメモ
リ(BS) 6に存在しないことが検出された時には、
T7サイクルのRステージ(Rpf)において、ブリフ
ェッチの為のプロソクフェンチ要求“BFpf″−をM
CU 11に送出するように動作し、結果として通常の
ブロックフェッチ“BF″と、そのデータブロックの次
のアドレスのデータブロックに対してブロックフェッチ
“BFpf”が行われることになり、MCtl 11上
の連続した2つのデータブロックに対してブロックフェ
ッチを行うことができることが分かる。
(gl  発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明のデータ処理装置
は、バッファメモリに対するフェッチを行って、該バッ
ファメモリ中に当該データブロックが存在しないことが
検出された際、当該フェッチ要求のアドレスのデータブ
ロックに対する転送要求動作と並行に、上記フェッチ要
求のアドレスに1ブロック分のアドレスを加算したアド
レスでブリフェッチを行うようにして、主記憶装置上の
連続した2データブロック分のブロフクに対するブロッ
クフェッチを行うようにしたものであるので、バッファ
メモリをアクセスした時の“ノンヒソト“に起因するデ
ータ処理装置での空き時間を有効に利用して、バッファ
メモリに対する上記“ノンヒント”率を低減できると共
に、主記憶装置上の連続した2データブロック分のブロ
ックフェッチを行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例と動作タイムチャートを示し
た図。 第2図は従来方式において、バッファメモリをアクセス
した時の動作を、パイプライン制御のデータ処理装置を
例にして、タイムチャートで示した図、である。 図面において、 TO”Tnは演算サイクルタイム。 P、B、Rはアクセスバイブラインにおける処理ステー
ジ。 lは命令制御部(IU)  2.7はセレクタ。 3は実行アドレスレジスタ(EAR)。 4はタグ部(TAG)、   5は一致検出回路(MC
I) 。 6はバ・ノファメモリ(BS) 。 8は演算部(Eυ)、  9ば加算器(INC)。 10はプリ7 z ッチボー) (PP PORT) 
。 11は主記憶装置(MCU) 。 8Fはブロックフェッチ。 BFpfはブリフェッチの為のブロックフェッチ。 をそれぞれ示す。 ¥ 1  岡

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バッファメモリと、該バッファメモリに対するブロック
    単位のプリフェッチ機能を有するデータ処理装置であっ
    て、上記バッファメモリに対するアクセスを行って、該
    バッファメモリ中に当該データブロックが存在しないこ
    とが検出された際、当該フェッチ要求のアドレスに対す
    るデータブロックの転送要求動作と並行に、上記フェッ
    チ要求のアドレスに1ブロック分のアドレスを加算した
    アドレスでプリフェッチを行うようにして、主記憶装置
    上の連続した2データブロック分のデータブロックに対
    するフェッチを行うことができる機能を備えたことを特
    徴とするデータ処理装置。
JP59117110A 1984-06-07 1984-06-07 デ−タ処理装置 Granted JPS615357A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59117110A JPS615357A (ja) 1984-06-07 1984-06-07 デ−タ処理装置

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JP59117110A JPS615357A (ja) 1984-06-07 1984-06-07 デ−タ処理装置

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JPS615357A true JPS615357A (ja) 1986-01-11
JPH0326862B2 JPH0326862B2 (ja) 1991-04-12

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