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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7___ 五、發明說明（） 1 〔產業上之利用領域〕 本發明係爲有關位址變換裝置，特別是針對支援虛擬 記憶的微處理裝置，只以很低的消耗電力就可迅速的使其 執行位址變換的系統架構之位址變換裝置。 〔先行技術〕 針對一般的微處理裝置，係在主記憶裝置備有虛擬位 址與實際位址的全變換表。但是，每當在位址變換之時， 就存取至主記憶裝置的話，則耗費相當多的時間，而影響 到處理速度，所以使用如第3圖的方塊圖所示的位址變換 裝置。 如圖所示，TLB電路1係被構成爲：當供給虛擬頁 面編號2時，就會令其輸出實際頁面編號3。這是因爲， TL B電路1具有虛擬位址與實際位址的對應表，可利用 參照表而得出實際位址。 在一般的系統，以此T L B電路1實行幾乎全部的位 址變換。然貝[j，不以T L B電路1實行位址變換的話，結 果就是存取在主記億裝置的位址變換表。 不過，存取主記憶裝置的位址變換表的話，則如先前 所述，因處理速度變成非常緩慢，所以，有許多的試驗就 是針對如何提高以TL B電路1執行位址變換之準確率， 也就是命中率（hit rate)而設計的。 因此，就使用4通道的成組結合方式或是全結合方式 的T L B電路1 。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） n I 1 ϋ n 1 1 ^1.-- 1 - n n I 一6, I n n I (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 A7 _____________ B7 _ 五、發明說明（） 2 第4圖係表示4通道的成組結合方式的位址變換裝置 的構成的方塊圖。針對該圖所示，記憶體陣列1 2 ，分別 具有4系統且呈並列的虛擬頁面位址保持記憶體1 0 a ， •l〇b ，10c，10d與實際頁面位址保持記憶體 11a ，lib ，11c ’ lid。然且，當輸入虛擬頁 面編號2的話’則分別用比較器13a ，13b，13c ，1 3 d來比較虛擬頁面編號2與虛擬頁面位址保持記憶 體10a ，10b，l〇c ，l〇d的輸出，當該比較值 爲一致時，獲得一致信號14a，14b，14c， 14d，而以該一致信號使三態緩衝器15a，15b， 1 5 c，1 5 d作動，並且將實際頁面位址保持記憶體 lla ，lib ，11c ，lid的輸出作爲實際頁面編 號3。 〔發明所欲解決之課題〕 傳統的位址變換裝置，因爲是如上述之構成，所以並 列的實行4個位址比較，藉此得以提高了準確率，且因有 —部分是未存取主記憶裝置，而可提高處理速度，但卻有 消耗電力較大的問題。另外，若採用全結合方式的話，由 於位址比較係針對於被登錄的數量來執行，因而會有更增 大消耗電力的問題。 本發明的目的，係在於製得可解決上述傳統技術的問 題點，防止降低位址變換的準確率而確保處理速度，並且 能使其減低消耗電力之位址變換裝置。 本紙張尺度適用令國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之汉意事項再填寫本頁) 裝 訂--------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -5 - A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A'l規格（210 X 297.公髮） B7_ 五、發明說明（) 3 〔用以解決課題之手段〕 本發明之第1位址變換裝置’係製作成備有：以複數 _通道記憶虛擬位址與實際位址的對應之第1位址變換手段 :及記憶至少1個虛擬位址與對應該虛擬位址的實際位址 之第2位址變換手段；及一控制手段，係先比較成爲變換 對象的虛擬位址與前述第2位址變換手段的虛擬位址之對 應，此處若爲可執行位址變換的話，則抑制前述第1位址 變換手段之活性化，並自前述第2位址變換手段輸出實際 位址；若不能執行前述第2位址變換手段之位址變換的話 ，則將前述第1位址變換手段活性化，而自前述第1位址 變換手段輸出實際位址。 本發明的第2位址變換裝置，係製作成備有：以複數 通道記憶虛擬位址與實際位址的對應之位址變換手段；及 根據過去的位址變換之實績，而選擇性的存取前述位址變 換手段之複數通道，並且叫出對應於成爲變換對象的虛擬 位址其實際位址之控制手段。 〔作用〕 本發明的第1位址變換裝置，當被輸入作爲變換對象 的虛擬位址時，首先，比較作爲變換對象的虛擬位址與第 2位址變換手段的虛擬位址之對應，此處若能執行位址變 換的話，不將第1位址變換手段活性化，而自第2位址變 換手段輸出實際位址。只限於被判斷爲不能以第2位址變 -6 - ----------— J ί 裝------— —訂--------|線 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（） 4 換手段執行位址變換的情況，才將第1位址變換手段活性 化，而使其輸出實際位址。藉此，可減低隨著第1位址變 換手段的活性化而消耗之電力。 本發明的第2位址變換裝置，係根據過去的位址變換 之業績，而選擇性的選取位址變換手段之複數通道，並且 叫出對應於作爲變換對象的虛擬位址之實際位址。藉此， 與存取整個位址變換手段的情況作比較，可抑制消耗電力 〔實施例〕 在說明本發明的實施例之前，先說明如何完成本發明 爲止的過程》 一般的位址變換，大部分係反復多次執行某個虛擬頁 面及其近傍的虛擬頁面之變換之後，才針對於頁面編號偏 離較遠的虛擬頁面進行變換。也就是說，針對於同一的假 想頁面持續進行變換的情形也不少。本發明者認識到且著 眼於這個以往許多人並未注意到事實，而完成了本發明， 其特徵在於：至少記憶住在最後變換過的虛擬頁面，在下 一次進行變換時，先比較欲進行變換的虛擬頁面與所記憶 的前次虛擬頁面，當兩者爲一致時，就不存取T L B電路 而立即進行變換，所以與存取T L B電路比較之下，可更 節省電力。依據本發明係較之一般的汎用裝置更能節省 10〜15%的電力》 以下’參照圖面說明本發明的實施例。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公沒） 一 7 — ----------—-~裝·！-----訂---------線' .1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產曷員1-省費合阼：i印製 A7 ____B7___ 五、發明說明（） 5 《實施例1》 第1圖係爲有關本發明的實施例的位址變換裝置之方 '塊圖’如圖所示，備有：可記億最後的位址變換之虛擬頁 面編號之虛擬頁面編號暫存器4，及記憶最後的位址變換 之實際頁面編號之實際頁面編號暫存器5 ，當被供給入假 想頁面編號2時，將該虛擬頁面編號2供給至TL B電路 1的同時，也供給至比較器6。在比較器6，係被供給假 想頁面編號暫存器4的輸出，當兩者不一致的情況，係輸 出不一致信號7。TLB電路1係根據從比較器6所輸出 的不一致信號7而被活性化，而執行對於虛擬頁面編號2 的位址變換後，輸出實際頁面編號8。多工器9 ，係根據 不一致信號7而自實際頁面編號暫存器5的輸出與TL B 電路1的輸出之中選擇一個作爲實際編號3予以輸出。 其次，說明上述的構成的動作。 在執行對於虛擬頁面編號2之位址變換的情況，首先 ，利用比較器6比較被記憶在虛擬頁面編號暫存器4之最 後的位址變換之虛擬頁面編號，與作爲欲進行位址轉換之 虛擬頁面編號2。 此一比較的結果，若兩者形成一致時，就不輸出不一 致信號7，多工器9則選擇實際頁面編號暫存器5的輸出 。其結果，輸出實際頁面編號暫存器5的輸出，被作爲物 理頁面編號3來輸出。 而且，此一情況，從比較器6係因不輸出不一致信號 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------^----------------^ — <諳先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·--------線 -8 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） A7 ___B7__ 五、發明說明（） 6 7 ’所以將該不一致信號7視爲活性化信號之T L B電路 1就不會被活性化。 另外，比較器6的比較結果，若兩者爲不一致的情況 ’，因輸出不一致信號7，所以將該不一致信號7視爲活性 化信號之T L B電路1就被活性化。其結果，T L B電路 1根據欲進行位址變換之虛擬頁面編號2，引用對照表， 而輸出實際頁面編號8。另外，多工器9根據不一致信號 7而選擇實際頁面編號8，所以來自丁 LB電路1的實際 頁面編號8被當成實際頁面編號3來輸出。 如上所述，依據實施例，虛擬頁面編號2若一致於儲 存在虛擬頁面編號暫存器4之最後的位址變換之虛擬頁面 編號的話，則不將TL B電路1活性化，可直接從實際頁 面編號暫存器5取得實際頁面編號3 ，所以可以減低因活 化該TL B電路1所消耗之電力。 並且，對於位址變換時的虛擬頁面編號2之虛擬頁面 編號暫存器4之準確率愈高，消耗電力減低則越有效果。 然而，在上述實施例’雖然係例示出將虛擬頁面編號 暫存器4與實際頁面編號暫存器5，及比較器6構成一個 系統設置之例，但是也可以製作成：保持著以往最後之複 數個的位址變換之虛擬頁面編號以及對應該等虛擬頁面編 號之實際位址編號。第5圖係例示參照最後以及使用在最 後第2個位址變換之虛擬頁面編號的情況之構成方式。 此樣的情況，當進行位址變換，而被供給虛擬頁面編 號2時，該虛擬頁面編號2若與被記憶在虛擬頁面編號暫 -9 - ------------震--------訂---------線 (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明說明（） 7 存器4之過去的複數個虛擬頁面編號中的任何一個一致之 情況，將不令TLB電路1活化，直接從實際頁面編號暫 存器5取出實際頁面編號3。而且，從這些的任何一個也 '未發現一致的情況，才開始將T L B電路1活性化。 依據此構成，因提高虛擬頁面編號2對於虛擬頁面編 號暫存器4之準確率，所以可降低活性化T L B電路1之 比率，進而可以減低消耗電力。 ~ 此外，該情況的比較器6的設置個數，較之被包含在 TL B電路1中的比較器個數還少，所以因比較器6所增 加的消耗電力，將較之活性化TL B電路1所需的消耗電 力還少。 此外，實施例1的構成，亦可有效的適用於全結合方 式的丁 L B電路。 《實施例.2》 第2圖係爲有關本發明的實施例2的位址變換裝置之 方塊圖，特別是例示4通道成組結合方式之T L B電路。 如圖所示，在記憶體陣列1 2中有4個系統，分別對 應地並列設置的虛擬頁面位址保持記憶體1 0 a ，1 〇 b ，10c ，10d與實際頁面位址保持記億體11a ， lib，11c，lid。比較器 13a，13b， 13c，13d，當被供給虛擬頁面編號2時，將分別比 較虛擬頁面編號2與虛擬頁面位址保持記憶體1 〇 a ， l〇b ，10c ，10d 之輸出。比較器 13a ，13b 本纸張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 χ 297公釐） -------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂----- 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -10 - A7

五、發明說明（） 8 ，1 3 c ，1 3 d的比較結果所得到的—致信號i 4 & ， 14b，14c ，14d，將被供給茧三態緩衝器15a ，，15c ，I5d，並將來自於實際頁面位址保 持記憶體11a ’ lib ’ lie ’ 的輸出作爲物 理頁面編號3予以輸出。而比較器1 3a ，1 3b， 13c ，13d的各輸出之一致信號14a ，i4b， 14c ’ 14d ’被供給至控制電路。然後，控制電 路 16 根據一致信號 14a，14b，，14d， 而產生活性化信號17 a，17b，i7C，，並 且控制比較器13a，13b，13c，13d之活性化 其次說明上述構成方式之動作。 執fr根據虛擬頁面編號2之位址變換的情況，首先_， 利用控制電路1 6對於在最後命中且經登記後的通道之比 較器13a ’ 13b ’ 13c或13d輸出活性化信號 17 a ’ 17b ’ 17 c或17d。然後，根據被控制電 -------------「裝·--I--丨訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 d b 3 ο 一—- IX 或， c a 3 ο 一—- τχ ’ 體 b 億 3 記 1 持 ’ 保 a 址 3 位 1 面 器頁 較擬 比虛 的的 擇應 選對 所所 6 較 1 比 路來 1 2 號 編t)出 面hi輸 頁 c d 擬確 3 虛準 1 與是或 出果 C 輸如 3 的，1 d 果， ο 結 b 1 的 3 或較 1 C 比， ο 該 a 3 時 器 較 比 使 則 號 信 致 ’ 持物 a 保爲 5 址作 --_ 位 以 器面出 衝頁輸 緩際的 態實 d 三的 1 過道 1 透通或 且該 C 並出 1 ， 輸 1 d d ， 4 5b IX ι-H rH 或或 1 c C , 4 5a 1* Tx ， ， 1 b b 體 4 5 億 1 1 記 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） -11 A7 B7 五、發明說明（） 9 理頁面編號3。 然而，此處若是不準確（m i ss h i t )的情況’則利用 控制電路1 6的活性化信號1 7 a ，1 7 b ’ 1 7 c或 17d來活性化其他比較器13 a’ l3b ’ iSc或 1 3 d，若在於其他準確的話，則透過三態緩衝器1 5 a ，15b ，15c ，或15d，令該逋道的實際頁面位址 記憶體1 1 a ，1 lb，1 1 c或1 1 d的輸出作爲實際 頁面編號3來輸出。 此外，實施例2，雖然是4個通道的例子’但本發明 亦可適用在不同逋道數目的例子。再者’ ®施例12只是在 傳統的電路構成中追加入控制電路16就能實施’所以可 以降低額外消耗》 此外，實施例2的構成，雖然在全結合方式的丁^ B 電路中無法適用，但在成組結合方式的T L B電路’則能 有效的利用。 《實施例3》 實施例3的位址變換裝置，係將實施例1的想法適用 於實施例2的構成方式。也就是實施例2，雖然是例示利 用控制電路1 6來活化控制比較器1 3 a ，1 3 b， 1 3 c ’ 1 3 d的構成方式，但是也可在此構成方式中導 入實施例1的想法，也就是不利用控制電路1 6來控制比 較器13a ’ 13b ’ 13c ’ 13d，而是針對記憶體 陣列1 2的各通道進行控制其活性化來取代之。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐） (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁)

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7____五、發明說明（） 10 依據此種的構成方式，先進行檢査是否爲最後準確命 中者以及是否爲已經登記過的通道之記億體存取，以及檢 査是否準確，若是準確的情況，就輸出該通道的實際頁面 ‘位址保持記憶體1 1 a ，1 1 b，1 1 C或1 1 d的輸出 ，以作爲實際頁面編號3。如果是不準確的情況 > 則執行 其他逋道的記憶體存取，並且檢查是否準確。 如上所述，針對每個記憶體陣列1 2的通道，控制活 性化的虛擬頁面位址保持記憶體1 0 a ，1 Ob，1 〇 c ，1 〇d或實際頁面位址保持記億體1 1 a，1 lb， 1 1 c ，1 1 d，藉此可縮小記億體陣列1 2的活性化的 部分，並且可以減低消耗電力。 〔發明之效果〕 如上所述，本發明的位址變換裝置，係著眼於「在最 後準確（hit)或是所登錄的位址變換與下一個位址變換 相同的概率非常的高」之情事，而一面抑制整體T L B電 路的活性化，一面執行位址變換，所以即使保持與通常的 T L B電路相同的登錄數或通道數，也不會降低準確率， 並且可以減低因T L B電路的活性化所消耗之電力。 〔圖面之簡單說明〕 第1圖係爲本發明實施例1的位址變換裝置之方塊圖 〇 第2圖係爲本發明實施例2的位址變換裝置之方塊圖 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線， 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 13 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明（） 11 〇 第3圖係爲一般的TL B電路之方塊圖。 第4圖係爲傳統的位址變換裝置之方塊圖。 _ 第5圖係爲本發明實施例1的變形例之方塊圖。 〔圖號說明〕 1 : T L B電路 4:虛擬頁面編號暫存器 5:實際頁面編號暫存器 6， 13a， 13b， 13c， 13d:比較器 9 :多工器 10a ，10b，l〇c ，10d :虛擬頁面位址保 持記億體 11a ，lib，11c，lid :實際頁面位址保 持記億體 1 2 :記憶體陣列 15a ，15b，15c，15d :三態緩衝器 1 6 :控制電路 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公f ) ------------裝--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填窝本頁) ] 14 -

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A8 B8 C8 D8々、申請專利範圍 1 . 一種位址變換裝置，其特徵爲具備： 以複數通道記憶著虛擬位址與實際位址的對應關係之 第1位址變換手段，及 記億著最少一個的虛擬位址以及與該虛擬位址對應的 實際位址之第2位址變換手段，及 先比較被作爲變換對象的虛擬位址以及前述第2位址 變換手段之虛擬位址的對應，此處若能執行位址變換的話 ，則抑制前述第1位址變換手段之活性化，並且從前述第 2位址變換手段輸出實際位址，若不能利用前述第2位址 變換手段執行位址變換的話，則活性化前述第1位址變換 手段，而令前述第1位址變換手段輸出實際位址之控制手 段。 2 ·如申請專利範圍第1項之位址變換裝置，其中前 述控制手段，具有用以比較被作爲變換對象的虛擬位址以 及第2位址變換手段的虛擬位址之比較器， 前述第1位址變換手段，具有針對每一通道進行比較 被作爲變換對象的虛擬位址以及被記憶的虛擬位址之比較 器，且較之前述第1位址變換手段所具有之比較器的個數 ，前述控制手段所具有之比較器個數較少。 3 .如申請專利範圍第2項之位址變換裝置，其中將 被保持在前述第2位址變換手段之虛擬位址與實際位址所 有對應關係全部都保持在上述第1位址變換手段。 4 .如申請專利範圍第1項之位址變換裝置，其中前 述第1位址變換手段爲全結合（Full Associative)方式 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -IFi - -二 *^i In - 1- I- - --- - -1 I :水---- —-II - —^1 - - - - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 的T L B電路》 5 · —種位址變換裝置，其特徵爲具備： 以複數通道記憶著虛擬位址與實際位址的對應關係之 位址變換手段；及根據過去的位址變換的實績，而選擇性 的存取前述位址變換手段的複數個通道，並且叫出對應於 被作爲變換對象的虛擬位址之實際位址之控制手段。 6 .如申請專利範圍第5項之位址變換裝置，其中前 述控制手段，具備可選擇前述位址變換手段的複數個通道 之輸出之手段。’ 7 .如申請專利範圍第5項之位址變換裝置，其中前 述控制手段，具備可選擇性地活性化前述位址變換手段的 複數個通道之手段。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 16