JPS6362012B2 - - Google Patents

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JPS6362012B2
JPS6362012B2 JP58223732A JP22373283A JPS6362012B2 JP S6362012 B2 JPS6362012 B2 JP S6362012B2 JP 58223732 A JP58223732 A JP 58223732A JP 22373283 A JP22373283 A JP 22373283A JP S6362012 B2 JPS6362012 B2 JP S6362012B2
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JP58223732A
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Publication of JPS6362012B2 publication Critical patent/JPS6362012B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • 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
    • G06F12/10Address translation
    • G06F12/1027Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Complex Calculations (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 本発明はアドレス変換方式、特に仮想記憶方式
においてベクトル演算時に好適なアドレス変換方
式に関する。
従来技術 近年、気象予測や原子力分野におけるシミユレ
ーシヨンや、資源探査分野における画像処理等で
超高速科学技術計算機(スーパーコンピユータ)
の必要性が増大してきている。スーパーコンピユ
ータでは、配列状になつた多量のデータの各組に
対して同一演算を行なう、いわゆるベクトル演算
が主に実行される。
配列状の各要素は、比較的速度の遅い主記憶装
置に蓄えられており、これを配列要素の先頭アド
レスBと要素間距離Dとによつて、配列の行、
列、対角方向等(B+iD)(iは整数)に一定間
隔で処理装置に読み出し、演算処理後に同一又は
別の番地に格納される。取り扱う配列データは一
般に主記憶装置の容量に比べて大きなものとなる
ため、プログラム上での論理アドレスをアドレス
変換表に基づき実アドレスに変換して主記憶装置
をアクセスする、いわゆる仮想記憶方式を採るの
が一般的である。
アドレス変換を高速に行なうために、アドレス
変換バツフア(以下変換バツフアと略記する)を
設けて主記憶装置に格納されているアドレス変換
表の写しを保持するようにしたものが多い。ベク
トル演算を行なう処理装置の性能を向上させるに
は内部処理速度に見合つた主記憶装置へのアクセ
スが重要となる。
従来のこの種のアドレス変換方式は、変換バツ
フアを複数個設けて、複数ページに対するアドレ
ス変換データを同時に読み出し、複数ページに及
ぶ主記憶アクセスを同時に処理することによつ
て、主記憶装置とのデータスループツトの向上を
図つている。
このような従来構成においては、複数個の変換
バツフアを備えることになるため、ハードウエア
の増量を招くという欠点がある。
従来のこの種の他のアドレス変換方式に、変換
バツフアを分割し、アクセスをインタリーブして
少ないハードウエア量で前述と同等に近い効果を
狙つたものがある。
しかし、このような従来構成においては、同時
には1つのアドレス変換しかできないという欠点
がある。
発明の目的 本発明の目的は、ベクトル演算ではアクセスは
同一方向に連続する数ページにまたがる場合が多
いことに着目し、連続する複数ページのアドレス
変換を少量のハードウエアによつて同時に行なえ
るようなアドレス変換方式を提供することにあ
る。
発明の構成 本発明の方式は、プログラムでアクセス可能な
論理アドレス空間を論理アドレス信号の上位Mビ
ツトと該Mビツトに続くNビツトとによつてペー
ジに等分割し、 それぞれが前記Nビツトの内容を同一とする前
記ページに対する2のM乗数個のアドレス変換デ
ータの一部もしくは全部を格納する2のN乗数個
の変換バツフアと、 前記Mビツトの内容と1とを加算または減算す
る少なくとも1個の演算器と、 少なくとも前記Nビツトの内容に基づいて前記
変換バツフア対応の切替信号を同時に発生するア
ドレス調整回路と、 前記Mビツトの内容と前記演算器の出力とを切
り替えて前期変換バツフアへ検索アドレス信号と
して供給する前記変換バツフア対応の切替器 とを設け、前記論理アドレス信号によつて指定さ
れるページからの連続する2のN乗数個のページ
に対する実ページアドレスを一挙に得るようにし
たことを特徴とする。
発明の実施例 次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロツク図で
ある。
本実施例は、5個のアドレスレジスタ1,1
4,15,16および17と、方向情報レジスタ
2と、2つの演算器3,4と、アドレス調整回路
5と、4個の切替器6,7,8および9と、4個
の変換バツフア10,11,12および13とか
ら構成されている。
アドレスレジスタ1にはプログラムのうえで指
定可能な2の28乗個の論理アドレスを指定できる
ように28ビツトの論理アドレス信号が処理装置
(図示せず)によつて設定可能である。論理アド
レス信号のうちの最上位から6ビツト、2ビツト
および20ビツトは、それるれ第1ページ番号P1
第2ページ番号P2およびページ内アドレスAを
表現するためのものである。すなわち、論理アド
レス空間は256個のページ(1ページは2020
1048576アドレス)に分割されている。
ページは第1ページ番号P1と第2ページ番号
P2とで指定され、変換バツフア10,11,1
2および13のそれぞれは、下位ページ番号P2
を同一とするページに対するアドレス変換データ
を格納する。すなわち、変換バツフア10,1
1,12および13のそれぞれは、第2ページ番
号P2が0,1,2および3となるページ群(64
ページからなる)に対応している。
第2図は、本実施例における論理アドレスと実
アドレスとの関係を示す。第1ページ番号P1
第2ページ番号P2とで表現される論理ページLP
は、実ページRP(5ビツト)にアドレス変換さ
れ、この実ページRPとページ内アドレスA(論理
アドレスのものと同一)とによつて、主記憶装置
(図示せず)を直接にアクセスできるようになる。
このアドレス変換を行なうことによつて、主記憶
装置が32ページ分の容量であるにもかかわらず、
同時に必要な32ページ以下のページを主記憶装置
にロードしておけば、プログラム上はあたかも8
倍の256ページがあるかのようにデータを扱うこ
とができる。
上述のアドレス変換を行なうためのアドレス変
換データは、プログラムや他のデータ等と共に、
主記憶装置に格納されている。このアドレス変換
データのうちから、第2ページ番号P2の値を同
一とする64ページ分に対する64個のアドレス変換
データがそれぞれ対応する高速メモリで構成され
る変換バツフア10〜13に、主記憶装置から予
めロードされている。
つまり、第1図に示すように第2ページ番号
P2が0のページに対応する変換バツフア10に
はページ番号0(P1=0、P2=0)、4(P1=1、
P2=0)……252(P1=63、P2=0)がロードさ
れており、以下同様に変換バツフア13のページ
番号255(P1=63、P2=3)までの合計256個のペ
ージ番号がアドレス変換データとしてロードされ
ている。これらのアドレス変換データは、第1ペ
ージ番号P1を4倍したものに第2ページ番号P2
を加えることにより得られる。
さて、処理装置はプログラムに沿つて主記憶装
置内の命令を読み出し、命令を解読し、オペラン
ドアドレスを計算し、必要ならば主記憶装置に格
納されているオペランドデータを読み出し、演算
処理を行なつた後に、該演算結果を必要ならば主
記憶装置に格納するという一連のデータ処理を行
なう。これらのデータ処理の過程において、主記
憶装置へのアクセスを必要とするたびごとに、前
述のようなアドレス変換が行なわれることにな
る。
ベクトル演算の場合には、複数個の要素データ
を同時にアクセスし同一演算の対象データが複数
ページに及ぶことが多いので、処理装置は、一挙
にアクセスすべき要素の先頭論理アドレス信号を
アドレスレジスタ1に設定するとともに、方向情
報レジスタ2にアクセスの方向情報を設定する。
方向情報は、アドレスレジスタ1に設定された論
理アドレス信号のうちの第1ページ番号P1と第
2ページ番号P2とによつて指定されるページと
ともにアドレス変換が行なわれるべきページを指
定するために使用される。
第3,1図〜第3,8図は、このことの理解を
容易ならしめるための図であり、第3,1図〜第
3,4図は方向情態がプラス、第3,5図〜第
3,8図は方向情報がマイナスの場合にそれぞれ
対応している。第3,1図〜第3,8図における
数字0,1,2および3のそれぞれは、第2ペー
ジ番号P2の値であり変換バツフア10,11,
12および13が格納しているアドレス変換表を
指定するものとする。また記号Xは第1ページ番
号P1の値を示すものであり、X+1、X−1は
Xに1を加算、減算した値とする。
数字0,1,2または3と記号X−1、Xまた
はX+1とで指定されるブロツクは、各アドレス
変換表における特定のページに対する実ページを
示し、〇印で囲まれた記号Xと数字0,1,2ま
たは3はアドレスレジスタ1に設定された第1ペ
ージ番号P1と第2ページ番号P2の値をそれぞれ
示す。
第3.1図は、第1ページ番号P1がX、第2
ページ番号P2が0であるページがアドレスレジ
スタ1に、かつ方向情報としてプラスが方向情報
レジスタ2に設定された場合を示し、でアクセス
される変換バツフア10,11,12および13
(それぞれをX(0),X(1),X(2)およびX(3)と略
記する)から実ページが読み出されることを示
す。つまり、4Xページを先頭に(4X+3)ペー
ジまでの連続4ページがアクセスされる。第3.
2図は、第2ページ番号P2が1であるページが
アドレスレジスタ1に、かつ方向情報として、プ
ラスが方向情報レジスタ2に設定された場合であ
り、このときにはX(1),X(2),X(3)および〔X+
1〕(10)から実ページが読み出されることになる。
つまり、4つめの実ページは、変換バツフア10
のアドレスX+1から読み出されことを示す。第
3,3図および第3,4図についても同様な考え
方によつて、その意図が容易に理解される。
第3,5図〜第3,8図のそれぞれは、第3,
1図〜第3,4図のそれぞれがプラスの方向情報
を与えられた場合を示すのに対して、マイナスの
方向情報が与えられた場合を示す点が異なる。こ
の結果により、たとえば、第3,5図においては
X(0),X−1(3),X−1(2)およびX−1(1)から
実ページが読み出されることになる。つまり、X
(0)から降順の連続する4ページに対する実ペ
ージが読み出されるのである。第3,6図〜第
3,8図のそれぞれについても、以上の説明に基
づいて容易に理解することができる。
再び第1図を参照すると、演算器3は方向情報
レジスタ2に設定された方向情報がプラスのとき
に、アドレスレジスタ1に設定された第1ページ
番号P1の値Xに1を加算し、演算器4は方向情
報がマイナスのときに、第1ページ番号P1の値
Xから1を減算し、これらの演算結果は切替器6
〜9のそれぞれに供給される。
アドレス調整回路5は、方向情報レジスタ2に
設定された方向情報と、アドレスレジスタ1に設
定された第2ページ番号P2の値に基づいて、切
替器6〜9対応に切替信号100,101,10
2,103を同時に発生して切替器6,7,8,
9に供給する。
切替信号100〜103のそれぞれは、方向情
報レジスタ2に設定された方向情報がプラスの場
合には、対応する第2ページ番号(例えば切替信
号100は第2ページ番号0に対応する)がアド
レスレジスタ1に設定された第2ページ番号P2
より小さくないときにはアドレスレジスタ1に設
定された第1ページ番号P1、つまりX、また小
さいときには演算器3の出力、つまりX+1を切
替器6〜9に選ばせる。
方向情報レジスタ2に設定された方向情報がマ
イナスの場合には、対応する第2ページ番号がア
ドレスレジスタ1に設定された第2ページ番号
P2より大きくないときには、アドレスレジスタ
1に設定された第1ページ番号、つまりX、また
大きいときには演算器4の出力、つまりX−1を
切替器6〜9に選ばせる。
以上の論理は、先に行つた第3,1図〜第3,
8図による説明から容易に導かれる。
切替器6〜9のそれぞれはこの切替信号100
〜103に応答して、第1ページ番号P1の値X
と演算器3からのX+1と演算器4からのX−1
の内の1つを選択して、それぞれ変換バツフア1
0〜13に供給する。上述の切替信号100〜1
03が方向情報のみならず第2ページ番号P2
値にも依存することは、たとえば、第3,2図に
おいてX(1)が読み出されるのに対して、第3,3
図においてはX+1(1)が読み出されるようになる
ことによつて容易に理解される。
変換バツフア10〜13においては、それぞれ
切替器6〜9からの上記X、X+1またはX−1
によつて指定されるアドレスから実ページがそれ
ぞれアドレスレジスタ14〜17に同時に読み出
される。
以上述べた実施例においては2つの演算器3と
4を設けているが、いずれか一方のみにしてもよ
い。その場合には方向情報レジスタ2は不要にな
る。
以上に述べたすべての実施例において、変換バ
ツフアは主記憶装置が格納するアドレス変換表中
の全アドレス変換データの写しを保持していると
しているが、本発明は、変換バツフアが主記憶装
置にあるアドレス変換表中の一部のアドレス変換
データの写しを保持しているものも含む。
本発明によれば、以上のような構成の採用によ
つて、アドレス変換を行なうべきページの選択を
ページの方向と先頭ページとに基づいて行なうた
め、連続する複数ページのアドレス変換が少量の
ハードウエアによつて同時に可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示し、第2図と第
3図は該実施例を説明するための図を示す。 1,14,15,16,17…アドレスレジス
タ、2…方向情報レジスタ、3,4…演算器、5
…アドレス調整回路、6,7,8,9…切替器、
10,11,12,13…変換バツフア。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 プログラムでアクセス可能な論理アドレス空
    間を論理アドレス信号の上位Mビツトと該Mビツ
    トに続くNビツトとによつてページに等分割し、 それぞれが前記Nビツトの内容を同一とする前
    記ページに対する2のM乗数個のアドレス変換デ
    ーダの一部もしくは全部を格納する2のN乗数個
    の変換バツフアと、 前記Mビツトの内容と1とを加算または減算す
    る少なくとも1個の演算器と、 少なくとも前記Nビツトの内容に基づいて前記
    変換バツフア対応の切替信号を同時に発生するア
    ドレス調整回路と、 前記切替信号に応答して前記Mビツトの内容と
    前記演算器の出力とを切り替えて前記変換バツフ
    アへ検索アドレス信号として供給する前記変換バ
    ツフア対応の切替器 とを設け、前記論理アドレス信号によつて指定さ
    れるページからの連続する2のN乗個のページに
    対する実ページアドレスを一挙に得るようにした
    ことを特徴とするアドレス変換方式。
JP58223732A 1983-04-13 1983-11-28 アドレス変換方式 Granted JPS60132253A (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58223732A JPS60132253A (ja) 1983-11-28 1983-11-28 アドレス変換方式
EP84104166A EP0124799B1 (en) 1983-04-13 1984-04-12 Memory access arrangement in a data processing system
DE8484104166T DE3483489D1 (de) 1983-04-13 1984-04-12 Speicherzugriffseinrichtung in einem datenverarbeitungssystem.
US06/599,869 US4691281A (en) 1983-04-13 1984-04-13 Data processing system simultaneously carrying out address translation of a plurality of logical addresses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58223732A JPS60132253A (ja) 1983-11-28 1983-11-28 アドレス変換方式

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Publication Number Publication Date
JPS60132253A JPS60132253A (ja) 1985-07-15
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ID=16802819

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JPS63111812U (ja) * 1987-01-09 1988-07-18

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0991202A (ja) * 1995-09-27 1997-04-04 Kofu Nippon Denki Kk リストベクトル処理装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57164485A (en) * 1981-04-03 1982-10-09 Hitachi Ltd Buffer device for address conversion

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JPS63111812U (ja) * 1987-01-09 1988-07-18

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