JPS62275390A - Associative memory device - Google Patents

Associative memory device

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JPS62275390A
JPS62275390A JP11794686A JP11794686A JPS62275390A JP S62275390 A JPS62275390 A JP S62275390A JP 11794686 A JP11794686 A JP 11794686A JP 11794686 A JP11794686 A JP 11794686A JP S62275390 A JPS62275390 A JP S62275390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
logic
signal
lru
capacity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11794686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Kubo
雅史 久保
Kazuyoshi Okabe
岡部 一良
Osamu Katakura
片倉 修
Hideyuki Sugawara
菅原 英幸
Masahiro Saida
才田 正弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
PFU Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
PFU Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd, PFU Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP11794686A priority Critical patent/JPS62275390A/en
Publication of JPS62275390A publication Critical patent/JPS62275390A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To easily change the capacity of an associative memory device by a capacity indicating signal in response to a system scale, by increasing and decreasing the number of ways and at the same time selecting the number of blocks to be validated with a given way number indicating signal. CONSTITUTION:The capacity indicating signal MOD of the right end is set at logic '1' in case of 2 ways; while the signal MOD is set at logic '0' in case of 4 ways respectively. At the same time, both comparison parts 80 and 82 are validated when the (i) signal AD9 is set at logic '0'. While both comparison parts 81 and 83 are validated when the (ii) signal AD9 is set at logic '1'. For the contents of a priority memory part 11, new LRU signals, i.e., LRUaN-LRUfN are latched by a latch 13 under the control of an LRU logic processing part 12 and then stored in the memory part 11. Then only signals LRUb, LRUd, LRUbN and LRUdN are used in a 2-way working mode.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔概要〕 連想メモリ装置において、ウェイ数を増減可能に構成す
ると共に、与えられたウェイ数指示信号によって、有効
化されるブロックの個数を選択するようにしたことが開
示されている。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Summary] In an associative memory device, the number of ways can be increased or decreased, and the number of blocks to be enabled is selected by a given way number instruction signal. It is disclosed that it was made to do so.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体技術の飛躍的な発展によって、マイクロプロセッ
サの高速化と処理性能増大化が進み、これに伴って当該
マイクロプロセッサを採用した小型コンピュータにおい
ても連想メモリ装置を用いたキャッシュ・メモリを内蔵
するものが増加しつつある。
With the rapid development of semiconductor technology, the speed and processing performance of microprocessors has increased, and as a result, even small computers that use these microprocessors have built-in cache memory using associative memory devices. It is increasing.

従来から、システムの規模に対応せしめるために、キャ
ッシュ・メモリの構成を変更することなく、タグ索引ア
ドレスをハツシュするなどの手法を用いて、キャッシュ
・メモリの容量を実質上変更できるようにすることが行
われている。
Conventionally, in order to adapt to the scale of the system, it has been possible to virtually change the cache memory capacity by using techniques such as hashing tag index addresses without changing the cache memory configuration. is being carried out.

第4図は従来の構成を示しており9図中の符号1はプロ
セッサ、2はアドレス変換部であって論理アドレス・実
アドレス変換を行うもの、3は物理アドレス・レジスタ
、31はページ・フレーム・ナンバ域、32はバイト・
インデックス域、4はタグ・メモリであって本発明にい
う連想メモリに対応するもの、5はデータ・メモリ、6
はハツシュ機構、7は容量指定信号、8はアドレス比較
部、9はゲート IOはデータ・バスを表わしている。
Fig. 4 shows a conventional configuration, in which reference numeral 1 in Fig. 9 is a processor, 2 is an address conversion unit that performs logical address/real address conversion, 3 is a physical address register, and 31 is a page frame.・Number area, 32 is byte・
index area, 4 is a tag memory which corresponds to an associative memory according to the present invention, 5 is a data memory, 6
7 is a hash mechanism, 7 is a capacity designation signal, 8 is an address comparison section, 9 is a gate, and IO is a data bus.

プロセッサ1からのアクセス・アドレス情報は。The access address information from processor 1 is:

物理アドレスに変換された形で、レジスタ3にセットさ
れる。容量指定信号7にもとづいて、ハツシュ機構6は
、バイト・インデックス域の値に対して所定のハツシン
グを行う。即ち1例えばMD=0の場合には、タグ・メ
モリ4やデータ・メモIJ5における全ラインを使用す
るようにされ2MD=1の場合には、上記ハツシングに
よってタグ・メモリ4やデータ・メモリ5における半分
のラインのみを使用するようにされる。
The address is converted into a physical address and set in register 3. Based on the capacity designation signal 7, the hashing mechanism 6 performs predetermined hashing on the value in the byte index area. That is, 1 For example, when MD=0, all lines in tag memory 4 and data memory IJ5 are used, and 2 When MD=1, the above hashing causes all lines in tag memory 4 and data memory 5 to be used. Only half the line will be used.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

第4図図示の如き従来の構成の場合2次の如き問題を含
んでいる。即ち、物理アドレスを用いて索引される方式
であり、アドレス変換方式がベージングであった場合に
は、キャッシュ・メモリ容量の上限がページ・サイズに
よって固定化される。
The conventional configuration as shown in FIG. 4 includes the following problems. That is, if the index is indexed using a physical address and the address conversion method is paging, the upper limit of the cache memory capacity is fixed by the page size.

またバイト・インデックスをハツシュ機構6によってハ
ツシングするようにしているので、タグ・メモリ索引の
ために要する時間が大となり、システム性能が低下する
Furthermore, since the byte index is hashed by the hashing mechanism 6, the time required for tag memory indexing increases and system performance deteriorates.

上記前者の問題点は、キャッシュ・メモリを論理アドレ
ス索引方式としたり、また基本構成の並列度を高めるな
どによって解決できないことはない。しかし、論理アド
レス索引方式の場合にはソフトウェア制御のオーバへ・
ノドが問題となり、並列度を高めた場合には製品がカバ
ーする性能レンジが小さくなるなどの問題が残る。
The above-mentioned former problem cannot be solved by using a logical address index method for the cache memory or by increasing the degree of parallelism in the basic configuration. However, in the case of the logical address index method, software control may be overloaded.
However, if the degree of parallelism is increased, problems such as the performance range covered by the product will become smaller.

C問題点を解決するための手段〕 本発明は、上記の点を解決しており、ウェイ数を外部か
らの措定によって可変にする構成を採用し、システムの
拡張に対処できる連想メモリ装置を提供している。 第
1図は本発明の原理構成図を示す。なお図はキャッシュ
・メモリに適用したものを示している。図中の符号1は
プロセッサ。
Means for Solving Problem C] The present invention solves the above points, and provides an associative memory device that adopts a configuration in which the number of ways is made variable based on external settings, and can cope with system expansion. are doing. FIG. 1 shows a basic configuration diagram of the present invention. Note that the figure shows an application to a cache memory. Reference numeral 1 in the figure is a processor.

2はアドレス変換部、3は物理アドレス・レジスタ、3
1はページ・フレーム・ナンバ域、32はバイト・イン
デックス域、4はタグ・メモリ (連想メモリ)、40
ないし43は夫々タグ・メモリ・ブロック、5はデータ
・メモリ、50ないし53は夫々データ・メモリ・ブロ
ック、7は容量指定信号、80ないし83は夫々アドレ
ス比較部。
2 is an address translation unit, 3 is a physical address register, 3
1 is page frame number area, 32 is byte index area, 4 is tag memory (associative memory), 40
43 are tag memory blocks, 5 is a data memory, 50 to 53 are data memory blocks, 7 is a capacity designation signal, and 80 to 83 are address comparators, respectively.

90ないし93は夫々ゲート 10はデータ・バス、1
1は優先順位メモリ部(LRU用メモリ)を表わしてい
る。
90 to 93 are gates, 10 is a data bus, 1
1 represents a priority memory section (LRU memory).

図示構成の場合には、第4図図示の従来の構成にくらべ
て、ハツシュ機構が存在していない。したがって、レジ
スタ3におけるバイト・インデックス域の値によって決
まる個数のライン数が、タグ・メモリ4とデータ・メモ
リ5とに用意される。
In the illustrated configuration, compared to the conventional configuration shown in FIG. 4, no hash mechanism is present. Therefore, the number of lines determined by the value of the byte index area in register 3 is prepared in tag memory 4 and data memory 5.

そして、システム規模に応じて、タグ・メモリ4とデー
タ・メモリ5との夫々のブロック数を増大できるように
されている0図示、実線の構成は。
The configuration indicated by a solid line in the figure is such that the number of blocks in each of the tag memory 4 and data memory 5 can be increased depending on the system scale.

ブロック#Oとブロック#工とを用いて、2ウエイにて
運転される場合を示しており、実線と点線゛とを含めた
構成は、ブロック#Oないし#3を用いて4ウエイにて
運転される場合を示している。
This shows the case of 2-way operation using block #O and block #work, and the configuration including the solid line and dotted line is 4-way operation using blocks #O to #3. Indicates the case where

4ウエイの場合に対応して、アドレス比較部82や83
を発動状態に置くか否かは、容量指定信号7によって指
示される。
Address comparison units 82 and 83 correspond to the 4-way case.
The capacity designation signal 7 instructs whether or not to activate the function.

また優先順位メモリ部11は、2ウエイの場合には2つ
のブロックにおける同じライン位置にある内容について
の優先順位を格納し、4ウエイの場合には4つのブロッ
クにおける同じライン位置にある内容についての優先順
位を格納している。
In addition, the priority memory unit 11 stores the priorities of the contents at the same line position in two blocks in the case of 2-way, and stores the priorities of the contents at the same line position in the four blocks in the case of 4-way. Stores priorities.

〔作用〕[Effect]

第1図図示の場合、タグ・メモリ4やデータ・メモリ5
において、2ウエイの場合には2個のブロックが一斉に
、また4ウエイの場合には4個のブロックが一斉にアク
セスされる。そして1例えばタグ・メモリ4におけるブ
ロック41からの出力がアドレス比較部81においてヒ
ツトしたとすると、ゲート91がオンされて、データ・
メモリ5におけるブロック51からの出力がデータ・バ
ス10に供給される。
In the case shown in Figure 1, tag memory 4 and data memory 5
In the case of 2-way, two blocks are accessed at the same time, and in the case of 4-way, four blocks are accessed at the same time. For example, if the output from the block 41 in the tag memory 4 hits the address comparator 81, the gate 91 is turned on and the data
The output from block 51 in memory 5 is provided to data bus 10.

〔実施例〕〔Example〕

第2図はタグ・メモリ部の詳細を示す一実施例構成、第
3図は第2図図示右下に位置するLRUロジックとその
周辺についての一実施例詳細図を示す。
FIG. 2 shows the configuration of an embodiment showing details of the tag memory section, and FIG. 3 shows a detailed diagram of the LRU logic located at the lower right of FIG. 2 and its surroundings.

第2図において、符号4,40ないし43.80ないし
83.11は夫々第1図に対応し、12はLRU論理処
理部、13はラッチを表わしている。またADOないし
AD9は夫々第1図に示すバイト・インデックス域の値
、MODは容量指定信号、TD、ないしT D + *
はタグ・メモリ格納データ、 Hi ToないしHiT
3は夫々ヒツト信号。
In FIG. 2, numerals 4, 40 to 43.80 to 83.11 correspond to those in FIG. 1, 12 represents an LRU logic processing unit, and 13 represents a latch. Further, ADO to AD9 are the values of the byte index area shown in FIG. 1, MOD is the capacity designation signal, and TD to TD + *
is tag memory storage data, Hi To or HiT
3 is a human signal.

LRU、ないしL RU tは旧LRU信号、LRU、
NないしLRUrnは新LRU信号、INHはインヒビ
ント信号、WR3TEはキャッシュ・メモリに対するラ
イト信号、RPLoないしRPL、はリプレース指示信
号を表わしている。
LRU, or LRU t is the old LRU signal, LRU,
N through LRUrn represent new LRU signals, INH represents an inhibit signal, WR3TE represents a write signal to the cache memory, and RPLo through RPL represent replacement instruction signals.

第2図において、2ウエイの場合には1図示右端の容量
指定信号MODが論理「1」とされる。
In FIG. 2, in the case of 2-way, the capacitance designation signal MOD at the right end in the figure is set to logic "1".

また4ウエイの場合には、信号MODが論理「O」とさ
れかつ(i)信号A D qが論理「0」の場合に比較
部80と82とが有効化され、また( ii )信号A
D、が論理「1」の場合に比較部81と83とが有効化
される。優先順位メモリ部11の内容は、LRU論理処
理部12による処理にもとづいて、新しいLRU信号即
ちLRU−wないしLRUv、lがラッチ13にラッチ
され、その上で優先順位メモリ部11に格納される。な
お、2ウエイの下で動作している場合には、上記LRU
信号のうち、LRUb、LRUa、LRUbn、LRU
llMのみが使用される形となる。
In the case of 4-way, when the signal MOD is set to logic "O" and (i) when the signal ADq is set to logic "0", the comparators 80 and 82 are enabled, and (ii) when the signal A
When D is logic "1", comparison units 81 and 83 are enabled. The contents of the priority memory section 11 are stored in the priority memory section 11 after a new LRU signal, that is, LRU-w or LRUv,l, is latched in the latch 13 based on the processing by the LRU logic processing section 12. . In addition, when operating under 2-way, the above LRU
Among the signals, LRUb, LRUa, LRUbn, LRU
Only llM is used.

第3図において、符号12.13は第2図に対応してお
り、14は旧LRUデータ用ラッチを表わしている。ま
たAD? 、MOD、INH,RPLoないRPLs、
HiToないしHt T s + W RiTEは第2
図に対応している。またLHiT。
In FIG. 3, numerals 12 and 13 correspond to those in FIG. 2, and 14 represents a latch for old LRU data. AD again? , MOD, INH, RPLo not RPLs,
HiTo or Ht T s + W RiTE is the second
Corresponds to the diagram. Also LHiT.

ないしL Hi Tsは夫々対応するブロックについて
のLRU信号を書替えるべきことを指示する信号である
。更に第3図中にa、b、dの如く示されている信号は
L RU−、L RUb、 L RUaを簡略化したも
のである。また「a更新」や「b更新」とあるのは、L
RU、やLRUbを更新した結果のLRU、、やLRU
bnに対応している。
to L Hi Ts are signals instructing that the LRU signal for each corresponding block should be rewritten. Furthermore, the signals shown as a, b, and d in FIG. 3 are simplified versions of L RU-, L RUb, and L RUa. Also, "a update" and "b update" refer to L.
LRU, , and LRU as a result of updating RU, and LRUb
It corresponds to bn.

ラッチ14の内容にもとづいて、かつ2ウエイか4ウエ
イかにもとづいて1図示左上部においてどのブロックが
リプレースの対象となるべきかを出力する。図示左下部
は、上記リプレースの対象と、リード・アクセス時にど
のブロックにヒツトが生じたかとによって、信号LHi
Tが発せられる。そして、その結果によって1図示布部
において新しいLRU信号が生成され、ラッチ13を介
して、第2図図示の優先順位メモリ部11に書込まれる
Based on the contents of the latch 14 and whether the block is 2-way or 4-way, it outputs which block should be replaced at the upper left in the figure. The lower left of the figure shows that the signal LHi
T is issued. According to the result, a new LRU signal is generated in the cloth section 1 shown in FIG. 2, and is written into the priority order memory section 11 shown in FIG. 2 via the latch 13.

なお、第3図において図示を省略しているが。Note that illustration is omitted in FIG. 3.

ラッチ13におけるCfi、e、、f、%に対しては図
示「a更新」を生成するものに対応する同じ論理が用い
られ+dllに対しては図示「b更新」を生成するもの
に対応する同じ論理が用いられる。
For Cfi,e,,f,% in latch 13, the same logic is used that corresponds to the one that generates the illustrated ``a update'', and for +dll, the same logic that corresponds to that that generates the illustrated ``b update'' is used. Logic is used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した如く1本発明によれば、システム規模に対
応して、連想メモリの容量を、容量指示信号によって簡
単に変更することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the capacity of the associative memory can be easily changed according to the system scale using the capacity instruction signal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の原理構成図、第2図はタグ・メモリ部
の詳細を示す一実施例、第3図はLRUロジックとその
周辺についての一実施例詳細図。 第4図は従来の構成を示す。 図中、1はプロセッサ、4はタグ・メモリ (連想メモ
リ)、5はデータ・メモリ、8はアドレス比較部、7は
容量指示信号を表わす。 特許出願人  富士通株式会社(外1名)代理人弁理士
 森 1) 寛(外1名)本さ明カ41L構八図 $1[Zl
FIG. 1 is a basic configuration diagram of the present invention, FIG. 2 is an embodiment showing details of a tag memory section, and FIG. 3 is a detailed diagram of an embodiment of the LRU logic and its surroundings. FIG. 4 shows a conventional configuration. In the figure, 1 is a processor, 4 is a tag memory (associative memory), 5 is a data memory, 8 is an address comparison section, and 7 is a capacity instruction signal. Patent applicant Fujitsu Limited (1 other person) Representative patent attorney Mori 1) Hiroshi (1 other person) Honsa Akira 41L Structure Diagram $1 [Zl

Claims (1)

【特許請求の範囲】 アクセス・アドレス情報の一部をもってアクセスされる
連想メモリをそなえ、当該メモリから読出された内容中
に存在する情報と上記アクセス・アドレス情報中の他の
一部とを照合し、照合がとれた場合に上記読出された内
容を真の読出しデータとして決定するよう構成された連
想メモリ装置において、 上記連想メモリ(4)について単一のアドレスにもとづ
いて読出しが行われるブロックの個数を増設可能に構成
すると共に、 上記連想メモリ(4)における上記夫々のブロックから
読出された内容とアクセス・アドレス情報の一部とを比
較するアドレス比較部(80、81、82、83)を、
容量指定信号によって指示された個数分有効化し、かつ 上記有効化されているアドレス比較部(80、81、8
2、83)からの出力によって、メモリから読出された
内容を選択可能なようにしたことを特徴とする連想メモ
リ装置。
[Claims] A content addressable memory accessed with a part of the access address information is provided, and the information present in the content read from the memory is compared with another part of the access address information. , in an associative memory device configured to determine the read content as true read data when a match is made, the number of blocks read from the associative memory (4) based on a single address; an address comparison unit (80, 81, 82, 83) that compares the content read from each block in the associative memory (4) with a part of the access address information;
The number of address comparators (80, 81, 8
2. An associative memory device characterized in that the content read from the memory can be selected based on the output from the memory.
JP11794686A 1986-05-22 1986-05-22 Associative memory device Pending JPS62275390A (en)

Priority Applications (1)

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JP11794686A JPS62275390A (en) 1986-05-22 1986-05-22 Associative memory device

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JP11794686A JPS62275390A (en) 1986-05-22 1986-05-22 Associative memory device

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JP11794686A Pending JPS62275390A (en) 1986-05-22 1986-05-22 Associative memory device

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59180878A (en) * 1983-03-31 1984-10-15 Fujitsu Ltd Control system for buffer storage

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59180878A (en) * 1983-03-31 1984-10-15 Fujitsu Ltd Control system for buffer storage

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