JPS62107351A - 主記憶書込順序制御方式 - Google Patents

主記憶書込順序制御方式

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JPS62107351A
JPS62107351A JP60247759A JP24775985A JPS62107351A JP S62107351 A JPS62107351 A JP S62107351A JP 60247759 A JP60247759 A JP 60247759A JP 24775985 A JP24775985 A JP 24775985A JP S62107351 A JPS62107351 A JP S62107351A
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隆 千葉
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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】 〔概要〕 記憶制御装置に、主記憶書込順序が中央処理装置に正し
く伝わるようにするために、バッファ無効化アドレスの
伝播時間を監視する回路を設け、バッファ無効化処理を
効率的に行うための回路を持つことを容易にする。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、データ処理装置に係わり、特にシステムにキ
ャッシュ・メモリを内蔵する複数の中央処理装置がある
場合に、例えば記憶制御装置内に中央処理装置毎の第2
のタグやバッファ無効化キューを持ってバッファ無効化
処理を効率的に行い、且つ成る中央処理装置又はチャネ
ル処理装置の主記憶書込順序が他の中央処理装置に正し
く反映させるための手段を提供するものである。
〔従来技術と問題点〕
記憶制御装置に第2のタグ部やバッファ無効化キューを
持つと、バッファ無効化アドレスが一定時間を越えて記
憶制御装置内に留まる可能性が生じ、結果として成る中
央処理装置又はチャネル処理装置の主記憶書込順序が他
の中央処理装置に正しく反映されない状態が生ずる。こ
のため従来技術では第2のタグ部及びバッファ無効化キ
ューを記憶側?Ifl装置内に置くようなことは行われ
ておらず、バッファ無効化処理のためにシステムの性能
低下を招いていた。特に近年の1システムにおける中央
処理装置の台数の増加や中央処理装置の高速化によって
逆にバッファ無効化処理による性能低下が無視出来ない
程に大きくなっている。
〔発明の目的〕
本発明は、上記の考察に基づ(ものであって、記憶制御
装置にバッファ無効化処理を行うための機能として第2
のタグやバッファ無効化キューを持ち、そのバッファ無
効化アドレスの伝播時間を監視することによって成る中
央処理装置又はチャネル処理装置の主記憶書込順序が他
の中央処理装置に正しく伝わることを保障する制御方式
を提供することを目的としている。
〔目的を達成するための手段〕
中央処理装置は、その制御上、常に記憶制御装置からの
バッファ無効化アドレスを受取れるようにすることは困
難である。また、記憶制御装置に第2のタグやバッファ
無効化キューを持つと、成る時点における最大バッファ
無効化アドレス数が増加してしまい、一定時間以内にバ
ッファ無効化アドレスを中央処理装置に送出するという
保障が困難になる。本発明は、バッファ無効化アドレス
の伝播を比較的簡単な回路で中央処理装置毎に時間監視
して、一定時間を越える状態が発生し、且つ対応する中
央処理装置が主記憶に対するロード・アクセスを実行中
であれば、記憶制御装置は当該中央処理装置に対してロ
ード・アクセスのキャンセルを指定する。中央処理装置
はバイパス機能によっても、そのデータを使用せず、且
つキャッシュ・メモリに対するデータの登録を行わない
その後、中央処理装置は再度同一アドレスで主記憶に対
するブロック・ロード要求アクセスを上記・f、74装
置に起動するごとによって、他の処理装置のt記・1a
書込み順序が正しく反映されることi保障するようQこ
する。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を図面を参照しつつ説明する。第1図は一
般的な計算機システムの構成例を示す図である。第1図
において、1−〇ないし1−3は主記憶ユニット、2−
0と2−1は記憶制御装置、3−0と3−1はサービス
・プロセッサ、4−0と4−1はシステム・コンソール
・インタフェース、5−0ないし5−3は中央処理装置
、6−0と6−1はチャネル処理装置、7−1は第1の
タグ部、7−2は第2のタグ部、8はデータ部をそれぞ
れ示している。主記憶装置1−0ないし1−3のそれぞ
れは複数のバンクから構成されている。
記憶制御装置2−0の下には、2台の中央処理装置及び
1台のチャネル処理装置が接続されている。
記憶制御装置2−1の下にも、2台の中央処理装置及び
1台のチャネル処理装置が接続されている。
記憶制御装置は、下位に接続されている処理装置と主記
憶装置間のデータ転送を制御するものである。記憶制御
装置2−0と2−1の間にはインタフェースが設けられ
、例えば記憶制御装置2−〇が主記憶ユニット1−2を
アクセスしたい場合にはこのインタフェースを介して記
憶制御装置2−1に依頼する。記憶制御装置2−0は2
個のタグ部7−2を有しており、各タグ部7−2は対応
するタグ部7−1の写しを保持するものである。記憶制
御装置2−1も2個のタグ部7−2を有している。サー
ビス・プロセッサ3−0. 3−1は、システム・コン
ソール機能、システムJ% 常監視JR能及び保守コン
ソール機能等を有している。中央処理装置5−0はキャ
ッシュ・メモリを有しており、キャッシュ・メモリはタ
グ部7−1及びデータ部8から構成されている。なお、
キャッシュ・メモリはストア・スル一方式で管理されて
いる。
他の中央処理装置についても同様である。各チャネル処
理装置6−0.6−1は入出力装置と記憶制御装置間の
データ転送を制御するものであり、例えば最大16個の
チャネルをもつことが出来る。
第2図は中央処理装置の主記憶書込アドレスが成る一定
時間以内に処理されないとその順序が他の中央処理装置
に正しく伝わらないというバッファ無効化アドレスの伝
播例を示す図である。第2図の例では、中央処理装置5
−0が主記憶に対して書込アクセスをSTA 、STB
  (A、  Bはアドレス値)の順序で起動し、中央
処理装置5−1が続出アクセスをFCHASFCHBの
順序で起動している。そのとき、中央処理装置5−1の
キャッシュ・メモリにはアドレスAに対するデータのみ
がロードされ、アドレスBに対するデータがロードされ
ていなかったとすると、中央処理装置5−1は記憶制御
装置2−0に対して主記憶続出アクセスFCHBを起動
する。
記憶制御袋W2−0が書込アクセスSTBを先行して処
理すると、続出アクセスP CIt Bはバンク・ビジ
ーによって成る時間待たされ、次に処理する中央処理装
置5−1の続出アクセスP CIt 8は中央処理装置
5−〇によって更新された新しいデータとなり、中央処
理装置5−1に送出される。中央処理装置5−1は続出
アクセスFCHBのデータを記憶制御装置2−0から受
取ると、オペランド・ワード・レジスタOWRにセント
し実行を開始すると同時に、後続する命令による続出ア
クセスFCHAをキャッシュ・メモリに対して行う。こ
の時点までに先に起動された中央処理装置5−0の主起
jQ書込アクセスSTAによるバッファ無効化アドレス
が中央処理装置5−1に伝播され且つハソファ無効化処
理が終了していないと、中央処理装置5−1のキャッシ
ュ・メモリに残っている古いデータを命令実行のために
使用してしまう。このような状態が発生すると、中央処
理装置5−0の主記憶書込順序が中央処理装置5−1に
正しく伝わらないことになる。
第3図は上記状態を起こさないようにするために記憶制
御装置−中央処理装置間インクフェース及びそれぞれの
装置内処理を規約化した一例である。本規約をどのよう
に変更したとしても、記憶制御装置におけるバッファ無
効化アドレスの伝播時間を一定時間以内にするか、又は
何等かの対策が必要となる。第3図において、記憶制御
装置は、全てのバッファ無効化アドレスの伝播を最大2
2τで行い、22τを越えた場合には対応する中央処理
装置にフェッチのキャンセルを指示する。中央処理装置
はDOW(フェッチ・データの6τ前に送出されるタイ
ミング信号)を受取った時点で中央処理装置内のバッフ
ァ無効化スタック内のバッファ無効化アドレスにフラグ
を付加し、本フラグ付バッファ無効化アドレスが未処理
のまま残っていると、後続するキャッシュ・フェッチ(
例えばFCHA)を禁止する。
第4図は第1図の記憶制御装置、特にバッファ無効化ア
ドレス伝播回路に注目した論理構成図である。第4図に
おいて、9ないし12はボート、13は優先選択回路、
14はバンク・ビジー制御部、15と16はレジスタ、
17はパイプライン、18は中央処理装置及びチャネル
処理装置に対するインタフェース制御部、19は第2の
タグ部のRAM、20は一致検出回路、21はセレクタ
、22はバッファ無効化キュー、23はキュー制御部、
24は中央処理装置5−1に対する第2のタグ部、BI
RQないしBIARはレジスタ、MCHは一致化フラグ
、flDAT2はレジスタをそれぞれ示している。
ボート9は中央処理装置5−0に対するものであり、ポ
ート10は中央処理装置5−1に対するものであり、ボ
ート11はチャネル処理装置6−0に対するものであり
、ポート12はチャネル処理装置6−1に対するもので
ある。優先選択回路13は、各ポートから送られて来る
主記憶アクセス要求を選択してパイプライン17に投入
するものである。この際、ビジーのバンクを指定する主
記憶アクセス要求は選択されない。バンク・ビジー制御
部14は何れのバンクがビジーであるかを優先選択回路
13に通知するためのものである。パイプライン17は
、複数の制御ステージから構成され・各ステージでは固
有の制御を行う。インクフェース制御部18は、記憶制
御「装置とその下につながれる処理装置との間ににおけ
るデータや制御信号の転送を制御するものである。RA
M19は、第1のタグ部7−1と同様にセソトアソシャ
ティブ方式のものであり、この中には中央処理装置5−
0のタグ部7−1の内容がコピーされている。−数構出
回路20ば、RAM19からの読出データとレジスタB
IROの主記憶書込アドレス・データの上位部分とを比
較し、両者が一致しておれば一致化フラグMCIをオン
とする。RAM19からの読出データとレジスタBIR
Oの主記憶書込アドレス・データの上位部分とが一致を
示し且つ当該主記憶書込アドレスが他装置からのもので
ある場合には、レジスタB[Oの主記憶書込アドレス・
データはレジスタBIRI及びセレクタ21を介してバ
ッファ無効化キュー22に格納される。また、RAM1
9からの続出データとレジスタBIROの主記憶書込ア
ドレス・データの上位部分とが不一致を示し且つ当該主
記憶書込アドレスが自装置からのものである場合には、
レジスタBIROの主記憶書込アドレス・データはRA
M19に格納される。バッファ無効化キュー22に格納
されているバッファ無効化アドレスはレジスタBIAR
を介して順番に中央処理装置5−0に送られる。キュー
制御部23は、バッファ無効化キュー22の制御を行う
ものであり、中央処理装置5−0からBI 5TACK
 BUSYの信号(バッファ無効化スタックが一杯であ
ることを示す信号)が送られて来ると、中央処理装置5
−0に対するバッファ無効化アドレスの送出を中断させ
る。
第2のタグ部及びバッファ無効化キュー等を記憶制御装
置に持たない場合には、記憶制御装置におけるバッファ
無効化アドレス伝播時間を成る一定時間内に保障するこ
とは比較的簡単に行うことが出来る。しかしながら、そ
の場合には、各中央処理装置内にあるバッファ無効化ス
タックの何れかがFULL”状態になると、その中央処
理装置以外の全中央処理装置の主記憶書込みを禁止する
必要がある。
また、逆に第2のタグ部及びバッファ無効化キュー等を
記憶制御装置内に持つと、対応する中央処理装置内のバ
ッファ無効化スタックがFULL’状態になった場合、
バッファ無効化アドレスがバッファ無効化キューに残っ
てしまい、バッファ無効化アドレス伝播時間の保障が困
難になる。
第3図の例では同一アドレスに対する書込アクセスと続
出アクセスが連続した場合、続出アクセスに対するデー
タアウト・ウオーニング信号DOWまでを最少22τ(
マシン・サイクル数)としている。記憶制御装置内でバ
ッファ無効化アドレスが待たされることなく伝播すると
、PIPELINE→BIRO→BIRI→Bl  Q
UEUE→Bl八Rの各レジスへで全部で5τが必要で
ある。また、バッファ無効化アドレスが待たされる要因
としては、バッファ無効化キュー22に何個かのバッフ
ァ無効化アドレスが溜まっていること及び対応する中央
処理装置のバッファ無効化スタックがFtlLL“状態
でバッファ無効化アドレスを送出出来ないことの2要因
がある。これらによって待たされる時間をWtとすると 5τ+Wt≦22τ が成立する。つまりWt≦17τであれば問題はないこ
とになる。
第5図は本発明による中央処理装置に対するバッファ無
効化アドレス伝播の時間監視回路の1例を示す図である
。第5図において、25は減算回路、26は(+1)回
路、27は加算回路、28と29はDフリップ・フロッ
プ、30はSRフリップ・フロップ、31!!AND回
路、32はと33はOR回路、34はNOR回路、35
はレジスタをそれぞれ示している。
第5図の回路はWt>16τを検出するものである。1
6τという値は回路上の都合による。記憶制御装置で第
2図の処理状態を検出することは困難であるので、全て
の主記憶書込アクセスに注目し、第5図の回路゛によっ
て何れかがwt>16τになることを検出し、対応する
中央処理装置に対して主記憶続出アクセスのキャンセル
を指示する。もしも該中央処理装置が主記憶続出アクセ
スを起動していなければ、このキャンセル信号を無視す
ることができる。第5図のWt>16で’c +t=出
する回路の条件は下記の通りである。
Wt>16r  =  ((BI  rNQ  bラン
9   BI  0UTQ  h’yンタ>+BI  
5TACK  BtlSY  カランタイ直〕+BI 
5TACK BUSY 2NO(BI  INQ  カ
ウンターBI  0UTQ  カウンタ) はバッファ
無効化キュー内のバッファ無効化アドレスの個数を示し
、(BI 5TACK BUSY Nンタ値)は対応す
る中央処理装置のバッファ無効化スタックががFULビ
状態の時間を示し、(BI 5TACK 2ND)はバ
ッファ無効化キューがEMPTYでない状態でBI 5
TACK BUSY’信号が2度オンになったことを示
す。
第5図において、減算回路21は、(BI TNQ H
ンターBI 0UTQカウンタ)の計算を行うものであ
る。(+1)回路26は、(BI 5TACK BUS
Yカウンタ値)を求めるものである。フリップ・フロッ
プ28がセットされると、(+1)回路26はクロック
が生成される度にその値を+1し、OR回路33が論理
「1」を出力すると、(+1)回路26の値は強制的に
零にされる。(+1)回路26は15”でカウントを止
める。加算回路27は4ピントのものであって、((B
I  INQ  カウンターBI  0UTQ  カウ
ンタ)  +Br  5TACK  BIISYカウン
タ値〕の計算を行うものである。加算結果が“16”以
上になると、キャリ信号がオンとなる。
このキャリ信号はOR回路32及びレジスタ35を介し
てキャンセル信号として対応する中央処理装置に送られ
る。Dフリップ・フリップ29及びSRフリップ・フロ
ップ30がセントされている状態の下でDフリップ・フ
ロップ28がセットされると、AND回路31は論理「
1」を出力する。
AND回路31の出力がBI BUSY 2ND信号と
なる。
信号EMPTYが論理IJになると、OR回路33に論
理「1」が入力され、またSRフリップ・フロップ30
はリセットされる。81 BUSY 2ND信号がオン
になった時にもSRフリップ・フロップ30はリセット
される。BI BUSY 2ND信号はOR回路32及
びレジスタ35を介してキャンセル信号として対応する
中央処理装置に送られる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば ■ 記憶制御装置に第2のタグ部やバッファ無効化アド
レスを保持するキュー等を持つことを可能とし、バッフ
ァ無効化処理を効率的に行い得ること、 ■ 中央処理装置に対するバッファ無効化アドレス伝播
の時間監視回路を記憶制御装置内に持つことによって、
システム内の成る中央処理装置に対応するバッファ無効
化キュー及びバッファ無効化スタックがF[ILL”状
態になってシステム全体の書込処理を禁止するという確
率を低く出来ること、 等の顕著な効果を奏することが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的な計算機システムの構成例を示す図、第
2図は中央処理装置の主記憶書込アドレスが成る一定時
間以内に処理されないとその順序が他の中央処理装置に
正しく伝わらないというバッファ無効化アドレスの伝播
例を示す図、第3図は中央処理装置の主記憶書込順序が
他の中央処理装置に正しく伝わることを保障するための
インクフェース及び処理規約を示す図、第4図は第1図
の記憶制御装置の特にバッファ無効化アドレス伝播部分
に注目した論理構成図、第5図は中央処理装置に対する
バッファ無効化アドレス伝播の時間監視回路の1例を示
す図である。 1−0ないし1−3・・・主記憶ユニy )、2−〇と
2−1・・・記憶制御装置、3−0と3−1・・・サー
ビス・プロセッサ、4−0と4−1・・・システム・コ
ンソール・インタフェース、5−0ないし5−3・・・
中央処理装置、6−0と6−1・・・チャネル処理装置
、7−1・・・第1のタグ部、7−2・・・第2のタグ
部、8・・・データ部、9ないし12・・・ボート、1
3・・・優先選択回路、14・・・バンク・ビジー制御
部、15と16・・・レジスタ、17・・・パイプライ
ン、18・・・中央処理装置及びチャネル処理装置に対
するインタフェース制御部、19・・・第2のタグ部の
RAM、20・・・−数構出回路、21・・・セレクタ
、22・・・バッファ無効化キュー、23・・・キュー
制御部、24・・・中央処理装置5−1に対する第2の
タグ部、BIROないしBIAr!・・・レジスタ、M
CH・・・−敗北フラグ、rlDAT2・・・レジスタ
、25・・・減算回路、26・ぺ+1)回路、27・・
・加算回路、28と29・・・Dフリップ・フロップ、
30・・・SRフリップ・フロップ、31・・・AND
回路、32・・・OR回路、33・・・NOR回路、3
4・・・レジスタ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の中央処理装置と、複数のチャネルを制御するチャ
    ネル処理装置と、主記憶アクセス及び中央処理装置とチ
    ャネル処理装置間のインタフェースを制御する記憶制御
    装置とを具備し、且つ上記記憶制御装置に中央処理装置
    内のキャッシュ・メモリと主記憶の一致化を行うための
    第2のタグ部及びバッファ無効化アドレスを保持するバ
    ッファ無効化キューを持つシステムにおいて、中央処理
    装置の主記憶書込順序を他の中央処理装置に正しく反映
    させるために、記憶制御装置に記憶制御装置内でのバッ
    ファ無効化アドレス伝播時間をそれぞれの中央処理装置
    毎に監視する監視手段を設け、監視手段によって一定時
    間をこえたことが検出された場合には、対応する中央処
    理装置が主記憶にロード・アクセス要求を出しておれば
    、そのデータを使用せず且つキャッシュ・メモリへの登
    録を行わず、再度同一アドレスに対するロード・アクセ
    ス要求を起動することを特徴とするバッファ無効化アド
    レス伝播の時間監視による主記憶書込順序制御方式。
JP60247759A 1985-11-05 1985-11-05 主記憶書込順序制御方式 Granted JPS62107351A (ja)

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JPH0452978B2 JPH0452978B2 (ja) 1992-08-25

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2007099614A1 (ja) * 2006-02-28 2009-07-16 富士通株式会社 システムコントローラおよびキャッシュ制御方法

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US7979644B2 (en) 2006-02-28 2011-07-12 Fujitsu Limited System controller and cache control method

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