[go: up one dir, main page]

JPH06250926A - Data processing system provided with cache memory of plural hierarchies - Google Patents

Data processing system provided with cache memory of plural hierarchies

Info

Publication number
JPH06250926A
JPH06250926A JP5036384A JP3638493A JPH06250926A JP H06250926 A JPH06250926 A JP H06250926A JP 5036384 A JP5036384 A JP 5036384A JP 3638493 A JP3638493 A JP 3638493A JP H06250926 A JPH06250926 A JP H06250926A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
data
cache memory
layer
memory
data processing
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
JP5036384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Mori
篤史 毛利
Masayuki Hata
雅之 畑
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP5036384A priority Critical patent/JPH06250926A/en
Publication of JPH06250926A publication Critical patent/JPH06250926A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To register data copy for more than the capacity of a secondary cache memory from a main storage into whole cache memories by providing the cache memory with two hierarchies of primary and secondary cache memories and considerably or totally preventing the same data from being redundantly registered in the both cache memories. CONSTITUTION:When request data does not exist in the whole cache memories 10 and 11 against a data read access request from a data processor 100, the primary cache memory 10 registers data being the object of access, which is transferred from the main storage 103, and the secondary cache memory 11 does not register the data. The secondary cache memory 11 registers data only when invalidated data is generated when data is registered in the primary cache memory 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はデータ処理システムに関
し、より詳しくは、2階層以上の複数階層のキャッシュ
メモリを有するデータ処理システムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a data processing system, and more particularly to a data processing system having a cache memory of two or more layers and a plurality of layers.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年のマイクロプロセッサの動作周波数
は益々向上しており、 50MHz動作のものや100MHz以上の
動作周波数を有するマイクロプロセッサも珍しくなくな
っている。それに対して、主記憶としてのDRAM(ダイナ
ミックRAM)は大容量化が着実に進んではいるものの、そ
のアクセスタイムはさほどには向上していない。このた
め、DRAMがマイクロプロセッサの処理速度に追随できな
いでいるのが現状である。一般的に、マイクロプロセッ
サの最大性能を引き出すためには、マイクロプロセッサ
内部のデータ処理装置の処理速度以上の速度でデータア
クセスを行うことが必要である。このような事情から、
データ処理装置と主記憶との間に、キャッシュメモリを
備えるシステムが普及している。
2. Description of the Related Art In recent years, operating frequencies of microprocessors have been improved more and more, and microprocessors operating at 50 MHz and microprocessors having operating frequencies of 100 MHz or more are not uncommon. On the other hand, although DRAM (dynamic RAM) as a main memory is steadily increasing in capacity, its access time has not been improved so much. For this reason, the DRAM is currently unable to keep up with the processing speed of the microprocessor. Generally, in order to maximize the performance of a microprocessor, it is necessary to access data at a speed higher than the processing speed of a data processing device inside the microprocessor. Because of this,
A system including a cache memory between a data processing device and a main memory is widely used.

【0003】キャッシュメモリは、データ処理装置の処
理速度と主記憶のアクセス速度とのギャプを埋める有効
な手段として広く普及している。具体的には、主記憶中
のアクセス頻度の高い部分をデータ処理装置の近くに配
置した比較的小容量な高速バッファメモリ(キャッシュ
メモリ)に主記憶から予めコピーしておき、メモリを二
階層にしてメモリアクセスの高速化を図るものである。
近年では、データ処理装置と主記憶との二階層のメモリ
構成を採るのみならず、1次キャッシュメモリ,2次キ
ャッシュメモリというように複数個のキャッシュメモリ
を階層的に配置してメモリアクセスのより高速化を図っ
たデータ処理システムも実用化されている。
The cache memory is widely used as an effective means for filling the gap between the processing speed of the data processor and the access speed of the main memory. Specifically, the frequently accessed part of the main memory is copied from the main memory in advance to a relatively small capacity high-speed buffer memory (cache memory) arranged near the data processing device, and the memory is divided into two layers. The memory access is speeded up.
In recent years, not only has a two-layered memory configuration of a data processing device and a main memory been adopted, but a plurality of cache memories such as a primary cache memory and a secondary cache memory have been hierarchically arranged to improve memory access. A data processing system designed for high speed has also been put into practical use.

【0004】たとえば、マイクロプロセッサ内部に8K
バイト程度の小容量ではあるが高速アクセス可能な1次
キャッシュメモリを内蔵し、マイクロプロセッサ外部に
16Kバイト乃至 128Kバイト程度の2次キャッシュメモ
リを有するシステム、あるいは1Kバイト程度の1次キ
ャッシュメモリと8Kバイト程度の2次キャッシュメモ
リとを内蔵するマイクロプロセッサも実用化されてい
る。
For example, 8K inside the microprocessor
Built-in primary cache memory, which has a small capacity of about bytes but enables high-speed access, and is external to the microprocessor
A system having a secondary cache memory of about 16 Kbytes to 128 Kbytes, or a microprocessor incorporating a primary cache memory of about 1 Kbyte and a secondary cache memory of about 8 Kbytes has been put into practical use.

【0005】図30のブロック図に、2階層のキャッシュ
メモリを有する従来のデータ処理システムの構成例を示
す。図30において、参照符号 100はデータ処理装置を、
101はデータ処理装置100と接続された1次キャッシュ
メモリを、 102は1次キャッシュメモリ101 と接続され
た2次キャッシュメモリを、 103は2次キャッシュメモ
リと接続された主記憶をそれぞれ示している。
The block diagram of FIG. 30 shows an example of the configuration of a conventional data processing system having a two-level cache memory. In FIG. 30, reference numeral 100 indicates a data processing device,
101 indicates a primary cache memory connected to the data processing device 100, 102 indicates a secondary cache memory connected to the primary cache memory 101, and 103 indicates a main memory connected to the secondary cache memory. .

【0006】一般に、主記憶103 は数メガバイト乃至数
百メガバイトの容量を有する比較的アクセス速度の低い
メモリで構成されているのに対し、2次キャッシュメモ
リ102 は十数キロバイト乃至数百キロバイトのメモリで
構成されており、1次キャッシュメモリ101 は数キロバ
イトのメモリで構成されている。また、データアクセス
速度に関しては、主記憶103 が一般に百数十nsecでデー
タアクセス可能であるのに対して、2次キャッシュメモ
リ102 は十数nsec乃至数十nsecでデータアクセス可能で
あり、1次キャッシュメモリ101 は数nsec乃至十数nsec
でデータアクセス可能である。
Generally, the main memory 103 is composed of a memory having a capacity of several megabytes to several hundreds of megabytes and a relatively low access speed, whereas the secondary cache memory 102 is a memory of ten to several hundreds of kilobytes. The primary cache memory 101 is composed of several kilobytes of memory. Regarding the data access speed, the main memory 103 can generally access data in hundreds of tens of nanoseconds, whereas the secondary cache memory 102 can access data in tens of nanoseconds to tens of nanoseconds. The cache memory 101 is a few nsec to a dozen nsec
Data can be accessed with.

【0007】即ち、主記憶103 ,2次キャッシュメモリ
102 ,1次キャッシュメモリ101 の順に、小容量になる
反面、高速にデータアクセス可能となる。従って、主記
憶103 のデータの一部のコピーをキャッシュメモリ101,
102に予め登録しておくことにより、主記憶103 をアク
セスすることなく高速にデータアクセス可能となる。更
に、データ処理装置100 が1次キャッシュメモリ101 を
アクセスする場合は、データ処理装置100 の処理速度以
上に高速でアクセス可能である。
That is, the main memory 103 and the secondary cache memory
In the order of 102 and the primary cache memory 101, the capacity becomes smaller, but the data can be accessed at high speed. Therefore, a copy of a part of the data in the main memory 103 is copied to the cache memory 101,
By registering in the memory 102 in advance, data can be accessed at high speed without accessing the main memory 103. Further, when the data processing device 100 accesses the primary cache memory 101, it can be accessed at a higher speed than the processing speed of the data processing device 100.

【0008】また一般に、このようなデータ処理システ
ムにおいては、1次キャッシュメモリ101 はデータ処理
装置100 との間及び2次キャッシュメモリ102 との間で
のみデータのやり取りが可能であり、また2次キャッシ
ュメモリ102 は1次キャッシュメモリ101 との間及び主
記憶103 との間でのみデータアクセスが可能である。そ
して、データ処理装置100 から主記憶103 に対して直接
データアクセスすることは出来ない。
In general, in such a data processing system, the primary cache memory 101 can exchange data only with the data processing device 100 and with the secondary cache memory 102, and the secondary cache memory 101 can exchange data. The cache memory 102 can access data only with the primary cache memory 101 and with the main memory 103. Further, the data processing device 100 cannot directly access the main memory 103.

【0009】次に、図30に示されている従来のデータ処
理システムの動作について説明する。一般に、データ処
理装置100 においてデータリードアクセス要求が生じた
場合、データ処理装置100 はまず1次キャッシュメモリ
101 に対してデータリードアクセス(104) を行う。そし
て、1次キャッシュメモリ101 においてキャッシュミス
(要求されたデータがキャッシュメモリ内に登録されて
いない状態)が発生した場合、1次キャッシュメモリ10
1 から2次キャッシュメモリ102 に対してデータリード
アクセス(105) が行われる。更に、2次キャッシュメモ
リ102 においてもキャッシュミスが発生した場合には、
2次キャッシュメモリ102 から主記憶103 に対してデー
タリードアクセス(106) が行われる。
Next, the operation of the conventional data processing system shown in FIG. 30 will be described. Generally, when a data read access request is issued in the data processing device 100, the data processing device 100 first sets the primary cache memory.
Data read access (104) is performed to 101. When a cache miss (a state in which requested data is not registered in the cache memory) occurs in the primary cache memory 101, the primary cache memory 10
Data read access (105) is performed from 1 to the secondary cache memory 102. Furthermore, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory 102,
Data read access (106) is performed from the secondary cache memory 102 to the main memory 103.

【0010】この2次キャッシュメモリ102 から主記憶
103 に対するデータリードアクセス(106) により主記憶
103 から読み出されたデータは2次キャッシュメモリ10
2 へ転送(112) されて登録され、更に1次キャッシュメ
モリ101 へ転送(111) されて登録された上でデータ処理
装置100 へ転送(110) される。
From the secondary cache memory 102 to the main memory
Main memory by data read access (106) to 103
The data read from 103 is the secondary cache memory 10
It is transferred (112) to 2 and registered, and further transferred (111) to the primary cache memory 101 and registered, and then transferred (110) to the data processing device 100.

【0011】この一連の処理において、2次キャッシュ
メモリ102 へのデータリードアクセス(105) でキャッシ
ュヒット(要求されたデータがキャッシュメモリ内に登
録されている状態)した場合、その要求されたデータ
(以下、ヒットデータという)は1次キャッシュメモリ1
01 へ転送(111) されて登録されたた上でデータ処理装
置100 へ転送(110) される。なお上述のような2次キャ
ッシュメモリ102 へのデータリードアクセス(105)でキ
ャッシュヒットした場合には、主記憶103 へのデータリ
ードアクセス(106)は行われない。
In this series of processing, if a cache hit (a state in which the requested data is registered in the cache memory) is made in the data read access (105) to the secondary cache memory 102, the requested data ( (Hereinafter referred to as hit data) is the primary cache memory 1
The data is transferred (01) to 01, registered, and then transferred (110) to the data processing device 100. When a cache hit occurs in the data read access (105) to the secondary cache memory 102 as described above, the data read access (106) to the main memory 103 is not performed.

【0012】また、1次キャッシュメモリ101 に対する
データリードアクセス(104) でキャッシュヒットした場
合、そのヒットデータはそのままデータ処理装置100 へ
転送(110) される。なおこの1次キャッシュメモリ101
に対するデータリードアクセス(104) でキャッシュヒッ
トした場合には、2次キャッシュメモリ102 に対するデ
ータリードアクセス(105) 及び主記憶103 に対するデー
タリードアクセス(106) はいずれも行われない。
When a cache hit occurs in the data read access (104) to the primary cache memory 101, the hit data is transferred (110) to the data processor 100 as it is. This primary cache memory 101
When a cache hit occurs in the data read access (104) to the secondary cache memory 102, neither the data read access (105) to the secondary cache memory 102 nor the data read access (106) to the main memory 103 is performed.

【0013】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が生じた場合、1次,2次キャッシ
ュメモリ101, 102共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ101 に対して
も、2次キャッシュメモリ102 に対しても、主記憶103
に対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行
われる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 101 and 102 are write-through type cache memories, the primary cache memory 101 is always required. The main memory 103 is also used for the secondary cache memory 102.
The data write access (104, 105, 106) is also performed for.

【0014】この際に1次キャッシュメモリ101 , 2次
キャッシュメモリ102 及び主記憶103 にライトされるデ
ータは、データ処理装置100 から参照符号107 →108 →
109の経路で転送される。そして、1次,2次キャッシ
ュメモリ101, 102、更に主記憶103 でキャッシュライト
ヒットした場合にはデータが更新される。具体的には、
キャッシュメモリ内のヒットデータがデータ処理装置10
0 から転送されてきたデータによって上書きされる。こ
のような処理により、ライトスルー方式のキャッシュメ
モリでは、データの一貫性が維持される。
At this time, the data written in the primary cache memory 101, the secondary cache memory 102 and the main memory 103 is the reference numeral 107 → 108 → from the data processor 100.
Transferred via route 109. Then, when a cache write hit occurs in the primary and secondary cache memories 101 and 102, and further in the main memory 103, the data is updated. In particular,
The hit data in the cache memory is the data processing device 10
It is overwritten by the data transferred from 0. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0015】このような従来のデータ処理システムでは
上述のように動作するため、主記憶103 のデータの一部
113 がコピーされて2次キャッシュメモリ102 に取り込
まれ、更に2次キャッシュメモリ102 のデータの一部11
4 がコピーされて1次キャッシュメモリ101 に取り込ま
れる。即ち、1次キャッシュメモリ101 に記憶されてい
るデータ内容は全て2次キャッシュメモリ102 内に存在
する。このため、キャッシュメモリ全体(1次,2次キ
ャッシュメモリ101, 102を合わせたもの)には、最大の
場合2次キャッシュメモリ102 の容量に等しい量のデー
タのコピーを登録することが可能である。しかし、2次
キャッシュメモリ102 のデータの一部114 が1次キャッ
シュメモリ101 内にも2重に存在しているため、キャッ
シュメモリ全体としては、主記憶103 から2次キャッシ
ュメモリ102 の容量以上のデータ量を登録することは不
可能である。
Since such a conventional data processing system operates as described above, part of the data in the main memory 103
113 is copied and taken into the secondary cache memory 102, and a part of the data in the secondary cache memory 102 11
4 is copied and taken into the primary cache memory 101. That is, all the data contents stored in the primary cache memory 101 exist in the secondary cache memory 102. Therefore, it is possible to register a copy of data in an amount equal to the capacity of the secondary cache memory 102 in the maximum case in the entire cache memory (the combination of the primary and secondary cache memories 101 and 102). . However, since a part of the data 114 in the secondary cache memory 102 is also duplicated in the primary cache memory 101, the cache memory as a whole is larger than the capacity of the main memory 103 to the secondary cache memory 102. It is impossible to register the amount of data.

【0016】図31は、図30に示されている1次,2次キ
ャッシュメモリ101, 102の一般的な構成を示すブロック
図であり、両キャッシュメモリ101, 102は共通の構成を
有している。なお、図31に示されている構成は4ウェイ
セットアソシアティブ方式のキャッシュメモリである。
FIG. 31 is a block diagram showing a general structure of the primary and secondary cache memories 101 and 102 shown in FIG. 30, and both cache memories 101 and 102 have a common structure. There is. The configuration shown in FIG. 31 is a 4-way set associative cache memory.

【0017】図31において、参照符号33は主記憶103 の
データの一部をコピーして記憶するデータ部を、31はデ
ータ部33に記憶されているデータに対するアドレスの一
部を記憶するタグ部を、32はエントリ毎にデータ部33の
データが有効であるか無効であるかを示すバリッドビッ
トを、30はエントリの一つを選択するデコーダをそれぞ
れ示している。なお、データ部33へのデータの入出力は
エントリ単位で行われる
In FIG. 31, reference numeral 33 is a data section for copying and storing a part of the data in the main memory 103, and 31 is a tag section for storing a part of an address for the data stored in the data section 33. 32 indicates a valid bit indicating whether the data of the data section 33 is valid or invalid for each entry, and 30 indicates a decoder for selecting one of the entries. Input / output of data to / from the data section 33 is performed in entry units.

【0018】また、参照符号36はキャッシュアクセス時
に入力アドレスとタグ情報とを比較した後にキャッシュ
ヒット/ミス信号を生成するキャッシュヒット/ミス信
号生成部を、37はキャッシュヒット時にデータ部33から
データを読み出す出力バッファを、35はキャッシュミス
時にデータバスDBB からデータを取り込むラインバッフ
ァをそれぞれ示している。
Further, reference numeral 36 is a cache hit / miss signal generating section for generating a cache hit / miss signal after comparing the input address with the tag information at the time of cache access, and 37 is a section for receiving data from the data section 33 at the time of cache hit. An output buffer to be read out and a line buffer 35 to receive data from the data bus DBB at the time of cache miss are shown.

【0019】更にこの図31に示されているキャッシュメ
モリは4ウェイセットアソシアティブ方式であるので、
タグ部31,データ部33,バリッドビット部32,デコーダ
30,キャッシュヒット/ミス信号生成部36がそれぞれウ
ェイ0〜3用に4セット備えられている。一般にキャッ
シュミス時に、ラインバッファ35に取り込まれたデータ
を、ウェイ0 〜3 のいずれのウェイに登録するかの選択
はLRU(Least Recently Used)アルゴリズム制御回路等で
行われるが、この LRU制御のための回路は図31には示さ
れていない。
Further, since the cache memory shown in FIG. 31 is a 4-way set associative system,
Tag unit 31, data unit 33, valid bit unit 32, decoder
Four sets of 30 and cache hit / miss signal generator 36 are provided for ways 0 to 3, respectively. Generally, when a cache miss occurs, the LRU (Least Recently Used) algorithm control circuit or the like selects which of the ways 0 to 3 the data fetched in the line buffer 35 is registered. The circuit of is not shown in FIG.

【0020】データバスDBA は出力バッファ37と上位の
キャッシュメモリまたはデータ処理装置100 とを接続し
ており、データバスDBB はラインバッファ35と下位のキ
ャッシュメモリまたは主記憶103 とを接続している。そ
して、データバスDBA とデータバスDBB とはバイパス経
路BYで接続されている。入力アドレスバスABIN及び出力
アドレスバスABOUT はキャッシュヒット/ミス信号生成
部36, デコーダ30,ラッチ34と上位, 下位のキャッシュ
メモリまたはデータ処理装置100 あるいは主記憶103 と
を接続している。
The data bus DBA connects the output buffer 37 to the upper cache memory or the data processor 100, and the data bus DBB connects the line buffer 35 to the lower cache memory or the main memory 103. The data bus DBA and the data bus DBB are connected by the bypass route BY. The input address bus ABIN and the output address bus ABOUT connect the cache hit / miss signal generation unit 36, the decoder 30 and the latch 34 to the upper and lower cache memories or the data processing device 100 or the main memory 103.

【0021】次に、図31に示されているキャッシュメモ
リの動作について説明する。まず、データ処理装置100
でデータリードアクセス要求が発生した場合、データを
リードするためのアドレスが入力アドレスバスABINから
キャッシュメモリに入力される。このアドレスは、キャ
ッシュヒット/ミス信号生成部36とデコーダ30とキャッ
シュミス時のタグ登録用のラッチ34とに入力される。
Next, the operation of the cache memory shown in FIG. 31 will be described. First, the data processing device 100
When a data read access request occurs at, an address for reading data is input to the cache memory from the input address bus ABIN. This address is input to the cache hit / miss signal generation unit 36, the decoder 30, and the latch 34 for tag registration at the time of cache miss.

【0022】デコーダ30では、アドレスの内の数ビット
をデコードしてエントリ選択信号を出力し、タグ部31,
バリッドビット部32,データ部33それぞれに共通の一つ
のエントリを選択する。そしてキャッシュヒット/ミス
信号生成部36では、その選択されたエントリのタグ90a
とバリッドビット90b とをタグ部31, バリッドビット部
32からそれぞれ読み込む。
The decoder 30 decodes several bits of the address and outputs an entry selection signal, and the tag unit 31,
One entry common to each of the valid bit section 32 and the data section 33 is selected. Then, in the cache hit / miss signal generation unit 36, the tag 90a of the selected entry
And valid bit 90b with tag unit 31, valid bit unit
Read from 32 respectively.

【0023】キャッシュヒット/ミス信号生成部36はタ
グ90a とアドレスとを比較し、その結果が一致し且つバ
リッドビット90b が有効であれば、キャッシュリードヒ
ット信号39を出力する。逆に、タグ90a とアドレスとの
比較結果が不一致であるかまたはバリッドビット90b が
無効であれば、キャッシュヒット/ミス信号生成部36は
キャッシュリードミス信号38を出力する。キャッシュヒ
ット/ミス信号生成部36からキャッシュリードヒット信
号39が出力された場合は、デコーダ30により選択された
エントリ90c のデータがデータ部33から出力されて出力
バッファ37に取り込まれる。この出力バッファ37に取り
込まれたデータは、アクセス要求に対するデータ(ヒッ
トデータ)としてデータバスDBA からキャッシュメモリ
外部へ出力される。
The cache hit / miss signal generator 36 compares the tag 90a with the address, and if the results match and the valid bit 90b is valid, it outputs the cache read hit signal 39. On the contrary, if the comparison result of the tag 90a and the address does not match or the valid bit 90b is invalid, the cache hit / miss signal generation unit 36 outputs the cache read miss signal 38. When the cache read / hit signal generation unit 36 outputs the cache read hit signal 39, the data of the entry 90c selected by the decoder 30 is output from the data unit 33 and stored in the output buffer 37. The data taken into the output buffer 37 is output from the data bus DBA to the outside of the cache memory as data (hit data) for the access request.

【0024】また、キャッシュヒット/ミス信号生成部
36からキャッシュリードミス信号38が出力された場合
は、出力アドレスバスABOUT から外部へアドレスを出力
することにより他のキャッシュメモリまたは主記憶103
にデータリードアクセスを行う。このデータリードアク
セス要求に対して外部から転送されてきたデータは、デ
ータバスDBB からラインバッファ35に取り込まれる。そ
して、ラインバッファ35へのデータ転送が終了すれば直
ちにそのデータは選択されたウェイの選択されたエント
リ90a, 90cにタグと共に登録される。この際、同一のエ
ントリに対応するバリッドビット90b もセットされる。
The cache hit / miss signal generation section
When the cache read miss signal 38 is output from 36, another address is output from the output address bus ABOUT to another cache memory or main memory 103.
Data read access to. The data transferred from the outside in response to this data read access request is taken into the line buffer 35 from the data bus DBB. Then, as soon as the data transfer to the line buffer 35 is completed, the data is registered in the selected entry 90a, 90c of the selected way together with the tag. At this time, the valid bit 90b corresponding to the same entry is also set.

【0025】このデータの登録の際にいずれのウェイに
データを登録するかの決定は前述したように LRUアルゴ
リズム等で制御される。また、データバスDBB から入力
されたデータはラインバッファ35に取り込まれると同時
にバイパス経路BYを通じてデータバスDBA へも直接出力
される。このようなキャッシュメモリにより、従来のデ
ータ処理システムはキャッシュミス時に要求されたデー
タをより高速に転送することができる。
At the time of registering the data, the decision of which way to register the data is controlled by the LRU algorithm or the like as described above. Further, the data input from the data bus DBB is taken into the line buffer 35 and simultaneously output to the data bus DBA through the bypass path BY. With such a cache memory, the conventional data processing system can transfer the requested data at a higher speed at the time of a cache miss.

【0026】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合には、データをライ
トするためのアドレスが入力アドレスバスABINより入力
される。そのアドレスは、データリード時と同様にキャ
ッシュヒット/ミス信号生成部36とデコーダ30とキャッ
シュミス時のタグ登録用のラッチ34とに入力されると同
時に、デコーダ30によりタグ部31,バリッドビット部3
2,データ部33のエントリの一つが選択される。そし
て、選択されたタグ部31,バリッドビット部32の値はキ
ャッシュヒット/ミス信号生成部36に読み込まれてキャ
ッシュヒット/ミスの判定に用いられる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, an address for writing data is input from the input address bus ABIN. The address is input to the cache hit / miss signal generation unit 36, the decoder 30, and the tag registration latch 34 at the time of cache miss, as well as at the time of data read, and at the same time, the decoder 30 causes the tag unit 31 and the valid bit unit. 3
2. One of the entries in the data section 33 is selected. Then, the values of the selected tag unit 31 and valid bit unit 32 are read by the cache hit / miss signal generation unit 36 and used for the cache hit / miss determination.

【0027】キャッシュライトヒットした場合には、キ
ャッシュメモリ内のヒットデータを更新する必要が生じ
る。即ち、データバスDBA から転送されてきたデータが
バイパス経路BYを通じてデータバスDBB に出力されてラ
インバッファ35に取り込まれる。そして、キャッシュラ
イトヒット信号40によりそのラインバッファ35内に保持
されているデータはタグと共に登録される。キャッシュ
ライトミスした場合には、キャッシュメモリ内のデータ
を更新する必要はないのでキャッシュメモリ内では何の
処理も実行されない。
When a cache write hit occurs, it is necessary to update the hit data in the cache memory. That is, the data transferred from the data bus DBA is output to the data bus DBB through the bypass path BY and taken into the line buffer 35. Then, the data held in the line buffer 35 by the cache write hit signal 40 is registered together with the tag. In the case of a cache write miss, there is no need to update the data in the cache memory, so no processing is executed in the cache memory.

【0028】図32, 図33のブロック図に、図30に示され
ているような構成の1次,2次キャッシュメモリ101, 1
02を接続した場合の構成を示す。なお、図32に示されて
いる1次キャッシュメモリ101 の下側と、図33に示され
ている2次キャッシュメモリ102 の上側とが接続され
る。なお、図32においてはデータ処理装置100 と2次キ
ャッシュメモリ102 との間に接続されている1次キャッ
シュメモリ101 が、図33においては主記憶103 と1次キ
ャッシュメモリ101 との間に接続されている2次キャッ
シュメモリ102 がそれぞれ示されている。
In the block diagrams of FIGS. 32 and 33, the primary and secondary cache memories 101 and 1 configured as shown in FIG.
The configuration when 02 is connected is shown. The lower side of the primary cache memory 101 shown in FIG. 32 and the upper side of the secondary cache memory 102 shown in FIG. 33 are connected. The primary cache memory 101 connected between the data processing device 100 and the secondary cache memory 102 in FIG. 32 is connected between the main memory 103 and the primary cache memory 101 in FIG. The respective secondary cache memories 102 are shown.

【0029】図32, 図33において、1次キャッシュメモ
リ101 ,2次キャッシュメモリ102は図31に示されてい
るキャッシュメモリと同じ構成である。但し、2次キャ
ッシュメモリ102 の容量の方が1次キャッシュメモリ10
1 の容量より大きい。
32 and 33, the primary cache memory 101 and the secondary cache memory 102 have the same structure as the cache memory shown in FIG. However, the capacity of the secondary cache memory 102 is larger than that of the primary cache memory 10
Greater than 1 capacity.

【0030】図32, 図33において、参照符号60は1次キ
ャッシュメモリ101 とデータ処理装置100 とを接続する
アドレスバス(1次キャッシュメモリ101 の入力アドレ
スバスABIN) を、67は1次キャッシュメモリ101 とデー
タ処理装置100 とを接続するデータバスを、62は2次キ
ャッシュメモリ102 と主記憶103 とを接続するアドレス
バス(2次キャッシュメモリ102 の出力アドレスバスAB
OUT)を、63は2次キャッシュメモリ102 と主記憶103 と
を接続するデータバスを、61は1次キャッシュメモリ10
1 と2次キャッシュメモリ102 とを接続するアドレスバ
ス(2次キャッシュメモリ102 の出力アドレスバスABOU
T であり且つ2次キャッシュメモリ102の入力アドレス
バスABIN) を、65は1次キャッシュメモリ101 と2次キ
ャッシュメモリ102 とを接続するデータバスをそれぞれ
示している。
32 and 33, reference numeral 60 is an address bus (input address bus ABIN of the primary cache memory 101) connecting the primary cache memory 101 and the data processor 100, and 67 is the primary cache memory. A data bus connecting 101 to the data processing device 100, an address bus 62 connecting the secondary cache memory 102 and the main memory 103 (output address bus AB of the secondary cache memory 102).
OUT), 63 is a data bus connecting the secondary cache memory 102 and the main memory 103, and 61 is the primary cache memory 10
Address bus that connects 1 to the secondary cache memory 102 (output address bus ABOU of the secondary cache memory 102
T is an input address bus ABIN) of the secondary cache memory 102, and 65 is a data bus connecting the primary cache memory 101 and the secondary cache memory 102.

【0031】なお、データバス67とデータ65とは1次キ
ャッシュメモリ101 内でバイパス経路66にて、データバ
ス63とデータ65とは2次キャッシュメモリ102 内でバイ
パス経路64にてそれぞれ接続されている。
The data bus 67 and the data 65 are connected in a bypass path 66 in the primary cache memory 101, and the data bus 63 and the data 65 are connected in a bypass path 64 in the secondary cache memory 102. There is.

【0032】次に、図32, 図33に示されている1次,2
次キャッシュメモリ101, 102を接続した場合の構成の動
作について説明する。まずデータ処理装置100 において
データリードアクセス要求が発生すると、アクセス対象
データに対するアドレスが入力アドレスバス60から1次
キャッシュメモリ101 に入力される。
Next, the primary and secondary shown in FIGS.
The operation of the configuration when the next cache memories 101 and 102 are connected will be described. First, when a data read access request is generated in the data processing device 100, the address for the data to be accessed is input from the input address bus 60 to the primary cache memory 101.

【0033】1次キャッシュメモリ101 でキャッシュリ
ードミスした場合には、1次キャッシュメモリ101 のキ
ャッシュヒット/ミス信号生成部36からキャッシュリー
ドミス信号38が出力されることにより、出力アドレスバ
ス61からアドレスが出力されて2次キャッシュメモリ10
2 に対してデータリードアクセスが行われる。2次キャ
ッシュメモリ102 でも同様にキャッシュリードミスした
場合には、2次キャッシュメモリ102 のキャッシュヒッ
ト/ミス信号生成部36からキャッシュリードミス信号38
が出力されることにより、出力アドレスバス62からアド
レスが出力されて主記憶103 に対してデータリードアク
セスが行われる。
When a cache read miss occurs in the primary cache memory 101, the cache hit / miss signal generator 36 of the primary cache memory 101 outputs a cache read miss signal 38, thereby outputting an address from the output address bus 61. Secondary cache memory 10
Data read access is performed for 2. Similarly, when a cache read miss occurs in the secondary cache memory 102, the cache read / miss signal 38 is output from the cache hit / miss signal generator 36 of the secondary cache memory 102.
Is output, an address is output from the output address bus 62 and a data read access to the main memory 103 is performed.

【0034】そして、このデータリードアクセスに応じ
て主記憶103 から読み出されたデータはデータバス63か
ら2次キャッシュメモリ102 へ転送されてそのラインバ
ッファ35に取り込まれ、2次キャッシュメモリ102 の選
択されたエントリに登録されると同時に、バイパス経路
64からデータバス65へ出力されて1次キャッシュメモリ
101 へ転送される。
Then, the data read from the main memory 103 in response to this data read access is transferred from the data bus 63 to the secondary cache memory 102 and taken into the line buffer 35 thereof, and the secondary cache memory 102 is selected. The bypass route is registered at the same time as the registered entry.
Output from 64 to data bus 65 and primary cache memory
Transferred to 101.

【0035】1次キャッシュメモリ101 では、データバ
ス65から転送されてきたデータを選択されたエントリに
そのラインバッファ35経由で登録すると同時に、バイパ
ス経路66からデータバス67へ出力してデータ処理装置10
0 へ転送する。このように1次キャッシュメモリ101 及
び2次キャッシュメモリ102 のいずれにおいてもキャッ
シュリードミスした場合には、主記憶103 からリードさ
れたデータが1次,2次キャッシュメモリ101, 102の双
方に登録された上でデータ処理装置100 へ転送される。
In the primary cache memory 101, the data transferred from the data bus 65 is registered in the selected entry via the line buffer 35, and at the same time, the data is sent from the bypass path 66 to the data bus 67 to output the data processing device 10.
Transfer to 0. In this way, when a cache read miss occurs in both the primary cache memory 101 and the secondary cache memory 102, the data read from the main memory 103 is registered in both the primary and secondary cache memories 101 and 102. Transferred to the data processing device 100 above.

【0036】次に、1次キャッシュメモリ101 に対する
アクセスでキャッシュリードミスしたが、2次キャッシ
ュメモリ102 に対するアクセスでキャッシュリードヒッ
トした場合の動作について説明する。2次キャッシュメ
モリ102 でキャッシュリードヒットした場合には、選択
されたエントリのデータがキャッシュリードヒット信号
39によりデータ部33から出力バッファに取り込まれる。
そして、そのデータはデータバス65を通じて1次キャッ
シュメモリ101 へ転送される。
Next, the operation when a cache read miss occurs in the access to the primary cache memory 101 but a cache read hit occurs in the access to the secondary cache memory 102 will be described. When a cache read hit occurs in the secondary cache memory 102, the data of the selected entry is the cache read hit signal.
The data is fetched from the data section 33 to the output buffer by 39.
Then, the data is transferred to the primary cache memory 101 via the data bus 65.

【0037】1次キャッシュメモリ101 では、データバ
ス65を通じてそのラインバッファ35に取り込まれたデー
タを選択されたエントリに登録すると同時に、バイパス
経路66からデータバス67へ出力し、データ処理装置100
へ転送する。この処理の過程においても、2次キャッシ
ュメモリ102 のデータ部33と1次キャッシュメモリ101
のデータ部33とには同一データが重複して登録される。
In the primary cache memory 101, the data taken into the line buffer 35 through the data bus 65 is registered in the selected entry, and at the same time, the data is output from the bypass path 66 to the data bus 67, and the data processing device 100
Transfer to. Also in the process of this processing, the data section 33 of the secondary cache memory 102 and the primary cache memory 101
The same data is redundantly registered in the data section 33 of.

【0038】次に1次キャッシュメモリ101 に対するア
クセスでキャッシュリードヒットした場合について説明
する。1次キャッシュメモリ101 でキャッシュリードヒ
ットした場合には、選択されたエントリのデータがキャ
ッシュリードヒット信号39によりデータ部33から出力バ
ッファ37に取り込まれてデータバス67へ出力され、デー
タ処理装置100 へ転送される。この場合、1次キャッシ
ュメモリ101 から2次キャッシュメモリ102 に対するデ
ータリードアクセスは行われない。
Next, a case where a cache read hit occurs when accessing the primary cache memory 101 will be described. When a cache read hit occurs in the primary cache memory 101, the data of the selected entry is fetched from the data section 33 to the output buffer 37 by the cache read hit signal 39 and output to the data bus 67 to the data processing device 100. Transferred. In this case, the data read access from the primary cache memory 101 to the secondary cache memory 102 is not performed.

【0039】次に、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合について説明する。
Next, a case where a data write access request is issued in the data processing device 100 will be described.

【0040】1次,2次キャッシュメモリ101, 102共に
ライトスルー方式である場合は、データライトアクセス
はキャッシュライトヒット/ミスに拘わらず1次,2次
キャッシュメモリ101, 102の双方に対して実行される。
このため、データライトのためのアドレスは、アドレス
バス60→61→62の経路で1次,2次キャッシュメモリ10
1, 102の双方に入力される。また、両キャッシュメモリ
10, 11を更新するためのデータは、データバスとバイパ
ス経路とを通じて転送される。即ち、参照符号67→66→
65→64→63の経路で入力され、1次,2次キャッシュメ
モリ101, 102双方のラインバッファ35にそれぞれ一旦保
持される。
When both the primary and secondary cache memories 101 and 102 are of write-through type, data write access is executed to both the primary and secondary cache memories 101 and 102 regardless of cache write hit / miss. To be done.
Therefore, the address for the data write is the primary and secondary cache memory 10 via the route of the address bus 60 → 61 → 62.
It is input to both 1, 102. Also, both cache memory
The data for updating 10 and 11 is transferred through the data bus and the bypass path. That is, reference numeral 67 → 66 →
It is input through the route of 65 → 64 → 63 and is temporarily held in the line buffers 35 of both the primary and secondary cache memories 101 and 102.

【0041】そして1次,2次キャッシュメモリ101, 1
02でキャッシュライトヒットすれば、それぞれのライン
バッファ35に保持されているデータがキャッシュライト
ヒット信号40によりタグと共に両キャッシュメモリ10,
11に登録される。更に、データライトアクセスは、2次
キャッシュメモリ102 から出力されたアドレスとデータ
とにより主記憶103 に対しても実行される。
Then, the primary and secondary cache memories 101, 1
If the cache write hit occurs in 02, the data held in the respective line buffers 35 are cached by the cache write hit signal 40 together with the tag in both cache memories 10,
Registered in 11. Further, the data write access is also executed to the main memory 103 by the address and the data output from the secondary cache memory 102.

【0042】図34に、8Kバイトの1次キャッシュメモ
リ101 と 256Kバイトの2次キャッシュメモリ102 とを
接続した場合のデータアクセス過程の詳細を説明するた
めの模式図を示す。図34では、データアクセスのための
アドレス(32ビット)のいずれのビットを用いて1次,
2次キャッシュメモリ101, 102のアクセスを行っている
かを示してある。
FIG. 34 is a schematic diagram for explaining the details of the data access process when the 8-Kbyte primary cache memory 101 and the 256-Kbyte secondary cache memory 102 are connected. In FIG. 34, by using any bit of the address (32 bits) for data access,
It is shown whether the secondary cache memories 101 and 102 are being accessed.

【0043】これらの1次,2次キャッシュメモリ101,
102は、4ウェイセットアソシアティブ方式であり、ラ
インサイズ(それぞれのデータ部33の1エントリの容
量)は32バイトである。また1次,2次キャッシュメモ
リ101, 102の1ウェイのエントリ数は、それぞれ64エン
トリ,2048エントリである。更に、両キャッシュメモリ
101, 102には、アドレスの下位ビットが割り付けられて
いるものとする。
These primary and secondary cache memories 101,
A 4-way set associative system 102 has a line size (capacity of one entry of each data part 33) of 32 bytes. The number of entries for one way in the primary and secondary cache memories 101 and 102 is 64 and 2048, respectively. Furthermore, both cache memories
The lower bits of the address are assigned to 101 and 102.

【0044】1次キャッシュメモリ101 では、データ部
33のラインサイズ32バイトにはアドレスの下位5ビット
(27:31)が割り付けられており、エントリ(64エント
リ)にはアドレスの6ビット(21:26)が割り付けられ
ている。従って、1次キャッシュメモリ101 のタグ部31
には各エントリ毎にアドレスの21ビット(0:20)(即
ち、アドレス32ビットからアドレスの11ビット(21:3
1)を除いた残り)がそれぞれ登録される。このように
アドレスを割り付けることにより、1次キャッシュメモ
リ101 には8Kバイト(32バイト×64エントリ×4ウェ
イ)の容量のデータコピーを登録することが可能であ
る。
In the primary cache memory 101, the data section
The lower 5 bits (27:31) of the address are allocated to the line size 32 bytes of 33, and the 6 bits (21:26) of the address are allocated to the entry (64 entries). Therefore, the tag unit 31 of the primary cache memory 101
21 bits (0:20) of the address for each entry (that is, 32 bits of the address to 11 bits of the address (21: 3)
The rest except 1) is registered respectively. By allocating the addresses in this way, it is possible to register a data copy having a capacity of 8 Kbytes (32 bytes × 64 entries × 4 ways) in the primary cache memory 101.

【0045】また2次キャッシュメモリ102 では、デー
タ部33のラインサイズ32バイトには同様にアドレスの下
位5ビット(27:31)が割り付けられており、エントリ
(2048エントリ)にはアドレスの11ビット(16:26)が
割り付けられている。即ち、この構成の2次キャッシュ
メモリ102 の1ウェイには、アドレスの6ビット(21:
26)をデコードした64エントリの1次キャッシュメモリ
101 が32個分並んだ構成となっている。そして、32個の
1次キャッシュメモリ101 に等しい容量のメモリはアド
レスの5ビット(16:20)をデコードすることにより選
択される。
In the secondary cache memory 102, the lower 5 bits (27:31) of the address are similarly allocated to the line size 32 bytes of the data section 33, and the entry (2048 entries) has 11 bits of the address. (16:26) is assigned. That is, in one way of the secondary cache memory 102 having this configuration, 6 bits (21:
26) Decoded 64-entry primary cache memory
32 101s are arranged side by side. Then, a memory having the same capacity as the 32 primary cache memories 101 is selected by decoding 5 bits (16:20) of the address.

【0046】2次キャッシュメモリ102 のタグ部31に
は、各エントリ毎にアドレスの15ビット(0:15)が登
録される。このようにアドレスを割り付けることによ
り、2次キャッシュメモリ102 には256Kバイト(32バ
イト×2048エントリ×4ウェイ)の容量のデータコピー
を登録することが可能である。
In the tag section 31 of the secondary cache memory 102, 15 bits (0:15) of the address are registered for each entry. By allocating the addresses in this way, it is possible to register a data copy having a capacity of 256 Kbytes (32 bytes × 2048 entries × 4 ways) in the secondary cache memory 102.

【0047】また下位11ビットは等しいが上位21ビット
は異なるアドレスに対するデータは1次キャッシュメモ
リ101 には4ウェイ分の4セットしか登録できないが、
2次キャッシュメモリ102 には 128セット(32個×4ウ
ェイ)を登録することが可能である。しかし、2次キャ
ッシュメモリ102 の 128セット内に1次キャッシュメモ
リ101 の4セットが含まれているため、キャッシュメモ
リ全体としては 128セットしか登録することができな
い。
Further, although data for addresses having the same lower 11 bits but different upper 21 bits can be registered in the primary cache memory 101, only 4 sets for 4 ways can be registered.
It is possible to register 128 sets (32 pieces × 4 ways) in the secondary cache memory 102. However, since 128 sets of the secondary cache memory 102 include 4 sets of the primary cache memory 101, only 128 sets can be registered in the cache memory as a whole.

【0048】従って、図34に示されているような構成の
2階層のキャッシュメモリにおいてたとえば、1次キャ
ッシュメモリ101 と2次キャッシュメモリ102 とで同一
データを持たないような構成にすれば 132セット分のデ
ータを登録することが可能となる。即ち、より多くのデ
ータをキャッシュメモリ全体の中に登録することが可能
となり、キャッシュヒット率の向上につながることはい
うまでもない。
Therefore, in the two-level cache memory having the structure as shown in FIG. 34, if the primary cache memory 101 and the secondary cache memory 102 do not have the same data, 132 sets are set. It is possible to register minute data. That is, it goes without saying that more data can be registered in the entire cache memory, which leads to an improvement in the cache hit rate.

【0049】[0049]

【発明が解決しようとする課題】このように従来の複数
階層のキャッシュメモリを有するデータ処理システムで
は、下位階層のキャッシュメモリは上位階層のキャッシ
ュメモリに保持されているデータを全て保持しており、
キャッシュメモリ全体として考えた場合に主記憶に最も
近いキャッシュメモリ(一般に最も容量の大きいキャッ
シュメモリ)の容量以上のデータをキャッシュメモリ全
体として登録することは不可能である。
As described above, in the conventional data processing system having a plurality of layers of cache memory, the lower layer cache memory holds all the data held in the upper layer cache memory.
Considering the cache memory as a whole, it is impossible to register as the entire cache memory more data than the capacity of the cache memory closest to the main memory (generally, the cache memory having the largest capacity).

【0050】本発明は上述のような問題点を解決するた
めになされたものであり、キャッシュメモリ全体として
データを重複して保持することを極力避け、あるいは全
く無くすことにより、より多くのデータをキャッシュメ
モリ全体として登録可能にしてメモリの利用効率を向上
させたデータ処理システムの提供を目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and avoids holding duplicated data in the cache memory as a whole as much as possible or eliminates it at all, so that more data can be stored. An object of the present invention is to provide a data processing system in which the cache memory as a whole can be registered to improve the utilization efficiency of the memory.

【0051】[0051]

【課題を解決するための手段】本発明に係る複数階層の
キャッシュメモリを有するデータ処理システムでは、各
キャッシュメモリにおけるデータリード,データライト
の際にそれぞれのキャッシュメモリにおいて、主記憶に
格納されているデータの内の同一データのコピーを、極
力重複して保持することを避け、あるいは全く重複して
保持しないようにしている。
In a data processing system having a plurality of levels of cache memory according to the present invention, when data is read or written in each cache memory, the data is stored in the main memory in each cache memory. It avoids keeping duplicate copies of the same data as much as possible, or does not keep duplicate copies at all.

【0052】第1の発明は、データ処理装置と主記憶と
の間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリ
が配列されており、データ処理装置に最も近い第1階層
のキャッシュメモリは、データ処理装置と第2階層のキ
ャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレスバ
スとデータ転送のためのデータバスとでそれぞれ接続さ
れており、主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモ
リは、第(n−1)階層のキャッシュメモリと主記憶と
に他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続され
ており、第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメ
モリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m
+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスと
データバスとでそれぞれ接続されたデータ処理システム
において、第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦
n)のキャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセス要求に際して、
アクセス対象データが自身に存在している場合はアクセ
ス対象データを第(m−1)階層のキャッシュメモリへ
転送し、その後、自身に存在するアクセス対象データを
無効化すべくなしてあることを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, cache memories of n layers (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device. Is connected to the data processing device and the second-level cache memory by an address bus for data access and a data bus for data transfer, respectively, and the n-th level cache memory closest to the main memory is Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2≤m <n) is the (m-1) th layer. -1) level cache memory and the (m)
In the data processing system in which the cache memory of the +1) th layer is connected to the other address bus and the data bus, respectively, in the mth layer (2 ≦ m ≦) from the second layer onward.
The n) cache memory makes a data read access request from the (m-1) th level cache memory,
When the access target data exists in itself, the access target data is transferred to the cache memory of the (m-1) th layer, and then the access target data existing in itself is invalidated. To do.

【0053】第2の発明は、データ処理装置と主記憶と
の間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリ
が配列されており、データ処理装置に最も近い第1階層
のキャッシュメモリは、データ処理装置と第2階層のキ
ャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレスバ
スとデータ転送のためのデータバスとでそれぞれ接続さ
れており、主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモ
リは、第(n−1)階層のキャッシュメモリと主記憶と
に他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続され
ており、第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメ
モリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m
+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスと
データバスとでそれぞれ接続されたデータ処理システム
において、第k階層(但し、1≦k≦n)のキャッシュ
メモリは、第(k−1)階層のキャッシュメモリからの
データリードアクセス要求に際して、アクセス対象デー
タが自身以降の階層の全てのキャッシュメモリ内に存在
しない場合にデータ登録が可能なメモリ空間の存否を検
出し、データ登録が可能なメモリ空間が存在する場合は
主記憶から転送されるアクセス対象データを登録し、デ
ータ登録が可能なメモリ空間が存在しない場合は登録を
禁じるべくなしてあることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, cache memories of n levels (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first level closest to the data processing device. Is connected to the data processing device and the second-level cache memory by an address bus for data access and a data bus for data transfer, respectively, and the n-th level cache memory closest to the main memory is Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2≤m <n) is the (m-1) th layer. -1) level cache memory and the (m)
In a data processing system in which a cache memory of the +1) th layer is connected to another address bus and a data bus, the cache memory of the kth layer (where 1 ≦ k ≦ n) is the (k−1) th layer. When a data read access request is made from the cache memory of, the presence or absence of the memory space in which data can be registered is detected when the data to be accessed does not exist in all cache memories of the layers after it, and the memory space in which data can be registered If there is any, the access target data transferred from the main memory is registered, and if there is no memory space in which the data can be registered, the registration is prohibited.

【0054】第3の発明は、データ処理装置と主記憶と
の間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリ
が配列されており、データ処理装置に最も近い第1階層
のキャッシュメモリは、データ処理装置と第2階層のキ
ャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレスバ
スとデータ転送のためのデータバスとでそれぞれ接続さ
れており、主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモ
リは、第(n−1)階層のキャッシュメモリと主記憶と
に他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続され
ており、第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメ
モリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m
+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスと
データバスとでそれぞれ接続されたデータ処理システム
において、第m階層のキャッシュメモリは、第(m−
1)階層のキャッシュメモリからのデータリードアクセ
ス要求に際して、アクセス対象データが自身以降の階層
の全てのキャッシュメモリ内に存在しない場合にデータ
登録が可能なメモリ空間の存否を第(m−1)階層以上
のキャッシュメモリで検出し、データ登録が可能なメモ
リ空間が第(m−1)階層以上のキャッシュメモリに存
在しない場合は自身にアクセス対象データを登録すべく
なしてあることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, cache memories of n layers (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device. Is connected to the data processing device and the second-level cache memory by an address bus for data access and a data bus for data transfer, respectively, and the n-th level cache memory closest to the main memory is Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2≤m <n) is the (m-1) th layer. -1) level cache memory and the (m)
In the data processing system in which the address memory and the data bus are respectively connected to the cache memory of the +1) th layer, the cache memory of the mth layer is the (m-
1) At the time of a data read access request from the cache memory of the hierarchical layer, if the data to be accessed does not exist in all the cache memories of the hierarchical layers subsequent thereto, it is determined whether or not there is a memory space in which data can be registered in the (m-1) th layer When the above-mentioned cache memory detects the memory space in which the data can be registered does not exist in the cache memory of the (m-1) th layer or higher, the access target data is registered in itself.

【0055】第4の発明は、データ処理装置と主記憶と
の間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリ
が配列されており、データ処理装置に最も近い第1階層
のキャッシュメモリは、データ処理装置と第2階層のキ
ャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレスバ
スとデータ転送のためのデータバスとでそれぞれ接続さ
れており、主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモ
リは、第(n−1)階層のキャッシュメモリと主記憶と
に他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続され
ており、第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメ
モリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m
+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスと
データバスとでそれぞれ接続されたデータ処理システム
において、第1階層のキャッシュメモリは、データ処理
装置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセ
ス対象データが自身に存在しない場合は第2階層のキャ
ッシュメモリにデータリードアクセス要求を出力し、第
2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいてもアクセス
対象データが存在しない場合は主記憶から転送されるア
クセス対象データを登録し、第2階層以降の第m階層
(但し、2≦m≦n)のキャッシュメモリは、第(m−
1)階層のキャッシュメモリからのデータリードアクセ
ス要求に際して、アクセス対象データが自身に存在しな
い場合は第(m+1)階層のキャッシュメモリから転送
されるアクセス対象データの登録を禁じ、第k階層(但
し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、主記憶からア
クセス対象データを第1階層のキャッシュメモリに登録
する一連の処理に際して、第(k−1)階層のキャッシ
ュメモリで登録不可能なデータが発生した場合は登録不
可能なデータを自身に登録すべくなしてあることを特徴
とする。
According to a fourth aspect of the present invention, cache memories of n layers (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device. Is connected to the data processing device and the second-level cache memory by an address bus for data access and a data bus for data transfer, respectively, and the n-th level cache memory closest to the main memory is Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2≤m <n) is the (m-1) th layer. -1) level cache memory and the (m)
In the data processing system in which the cache memory of the +1) layer is connected to the other address bus and the data bus respectively, the cache memory of the first layer has the access target data itself when the data read access request is made from the data processing device. If it does not exist, the data read access request is output to the cache memory of the second layer, and if the access target data does not exist in all the cache memories of the second layer and thereafter, the access target data transferred from the main memory is registered. , The cache memory of the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the second layer is (m-
1) When a data read access request is made from the cache memory of the hierarchical layer, if the access target data does not exist in itself, registration of the access target data transferred from the cache memory of the (m + 1) th hierarchical layer is prohibited, In the cache memory of 1 ≦ k <n), unregisterable data is generated in the cache memory of the (k−1) th layer during the series of processing for registering the access target data from the main memory into the cache memory of the first layer. In that case, it is characterized in that the unregisterable data is registered in itself.

【0056】第5の発明は、データ処理装置と主記憶と
の間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリ
が配列されており、データ処理装置に最も近い第1階層
のキャッシュメモリは、データ処理装置と第2階層のキ
ャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレスバ
スとデータ転送のためのデータバスとでそれぞれ接続さ
れており、主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモ
リは、第(n−1)階層のキャッシュメモリと主記憶と
に他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続され
ており、第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメ
モリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m
+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスと
データバスとでそれぞれ接続されたデータ処理システム
において、第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦
n)のキャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセス要求に際して、
アクセス対象データが自身に存在する場合はアクセス対
象データを第1階層のキャッシュメモリへ転送し、第
(k−1)階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモ
リは、主記憶からアクセス対象データを第1階層のキャ
ッシュメモリに登録する一連の処理に際して自身に登録
不可能なデータが発生した場合は登録不可能なデータを
第k階層のキャッシュメモリへ転送し、第k階層のキャ
ッシュメモリは、登録不可能なデータが自身に存在しな
い場合にのみ登録すべくなしてあることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, cache memories of n levels (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first level closest to the data processing device. Is connected to the data processing device and the second-level cache memory by an address bus for data access and a data bus for data transfer, respectively, and the n-th level cache memory closest to the main memory is Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2≤m <n) is the (m-1) th layer. -1) level cache memory and the (m)
In the data processing system in which the cache memory of the +1) th layer is connected to the other address bus and the data bus, respectively, in the mth layer (2 ≦ m ≦) from the second layer onward.
The n) cache memory makes a data read access request from the (m-1) th level cache memory,
When the access target data exists in itself, the access target data is transferred to the cache memory of the first layer, and the cache memory of the (k−1) th layer (where 1 ≦ k <n) is accessed from the main memory. When unregisterable data occurs in the series of processing for registering data in the first layer cache memory, the unregisterable data is transferred to the kth layer cache memory, and the kth layer cache memory The feature is that registration is made only when there is no unregisterable data in itself.

【0057】第6の発明は、データ処理装置と主記憶と
の間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリ
が配列されており、データ処理装置に最も近い第1階層
のキャッシュメモリは、データ処理装置と第2階層のキ
ャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレスバ
スとデータ転送のためのデータバスとでそれぞれ接続さ
れており、主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモ
リは、第(n−1)階層のキャッシュメモリと主記憶と
に他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続され
ており、第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメ
モリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m
+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスと
データバスとでそれぞれ接続されたデータ処理システム
において、第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦
n)のキャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセス要求に際して、
自身にアクセス対象データが存在する場合にアクセス対
象データを第1階層のキャッシュメモリへ転送し、第
(k−1)階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモ
リは、アクセス対象データを第1階層のキャッシュメモ
リに登録する一連の処理に際して、登録不可能なデータ
が自身に発生した場合は登録不可能なデータを第k階層
のキャッシュメモリへ転送し、第k階層のキャッシュメ
モリは、登録不可能なデータが自身に存在しない場合に
のみアクセス対象データが存在していた部分に登録すべ
くなしてあることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, cache memories of n levels (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first level closest to the data processing device. Is connected to the data processing device and the second-level cache memory by an address bus for data access and a data bus for data transfer, respectively, and the n-th level cache memory closest to the main memory is Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2≤m <n) is the (m-1) th layer. -1) level cache memory and the (m)
In the data processing system in which the cache memory of the +1) th layer is connected to the other address bus and the data bus, respectively, in the mth layer (2 ≦ m ≦) from the second layer onward.
The n) cache memory makes a data read access request from the (m-1) th level cache memory,
When the access target data exists in itself, the access target data is transferred to the cache memory in the first layer, and the cache memory in the (k−1) th layer (where 1 ≦ k <n) stores the access target data in the first layer. In the series of processing for registering in the cache memory of one layer, if the unregisterable data occurs in itself, the unregisterable data is transferred to the cache memory of the kth layer, and the cache memory of the kth layer registers It is characterized in that it is designed to be registered in the portion where the access target data existed only when the impossible data does not exist in itself.

【0058】第7の発明の複数階層のキャッシュメモリ
を備えたデータ処理システムは、第1の発明と第4の発
明との機能を併せて有する。
A data processing system having a plurality of levels of cache memory according to the seventh invention has both the functions of the first invention and the fourth invention.

【0059】第8の発明の複数階層のキャッシュメモリ
を備えたデータ処理システムは、第4の発明と第5の発
明との機能を併せて有する。
A data processing system having a cache memory of a plurality of layers of the eighth invention has the functions of the fourth invention and the fifth invention together.

【0060】第9の発明の複数階層のキャッシュメモリ
を備えたデータ処理システムは、第4の発明と第6の発
明との機能を併せて有する。
A data processing system having a plurality of levels of cache memory according to the ninth invention has both the functions of the fourth invention and the sixth invention.

【0061】第10の発明は、データ処理装置と主記憶
との間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモ
リが配列されており、キャッシュメモリは全て、データ
処理装置にデータアクセスのためのアドレスバスとデー
タ転送のためのデータバスとで接続されており、主記憶
に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、主記憶に他
のアドレスバスとデータバスとで接続されたデータ処理
システムにおいて、第1階層のキャッシュメモリは、デ
ータ処理装置からのデータリードアクセス要求に際し
て、アクセス対象データが自身に存在しない場合は第2
階層のキャッシュメモリにデータリードアクセス要求を
出力し、第2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいて
もアクセス対象データが存在しない場合は主記憶から直
接転送されるアクセス対象データを登録し、第2階層以
降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキャッシュメモリ
は、第(m−1)階層のキャッシュメモリからのデータ
リードアクセス要求に際して、アクセス対象データが自
身に存在しない場合には要求に対するデータを取り込ま
ず、第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリ
は、主記憶からアクセス対象データを第1階層のキャッ
シュメモリに登録する一連の処理に際して、第(k−
1)階層のキャッシュメモリで登録不可能なデータが発
生した場合は登録不可能なデータを自身に登録すべくな
してあることを特徴とする。
According to a tenth aspect of the present invention, cache memories of n layers (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and all the cache memories are for data access to the data processing device. Is connected to an address bus for data transfer and a data bus for data transfer, and the cache memory of the nth layer closest to the main memory is a data processing system in which another address bus and data bus are connected to the main memory. In the above, in the case of the data read access request from the data processor, the cache memory of the first layer is the second layer if the access target data does not exist in itself.
The data read access request is output to the cache memory of the hierarchy, and if the access target data does not exist in all the cache memories of the second and subsequent layers, the access target data directly transferred from the main memory is registered. When the data read access request from the cache memory of the (m-1) th layer is made, the cache memory of the mth layer (however, 2≤m≤n) stores the data for the request when the access target data does not exist in itself. The cache memory of the k-th layer (where 1 ≦ k <n) is not fetched, and when the series of processing for registering the access target data from the main memory into the cache memory of the first layer,
1) When unregisterable data is generated in the hierarchical cache memory, the unregisterable data is registered in itself.

【0062】第11の発明は、データ処理装置と主記憶
との間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモ
リが配列されており、データ処理装置に最も近い第1階
層のキャッシュメモリは、データ処理装置と主記憶とに
データアクセスのためのアドレスバスとデータ転送のた
めのデータバスとでそれぞれ接続されており、主記憶に
最も近い第n階層のキャッシュメモリは、第(n−1)
階層のキャッシュメモリに他のアドレスバスとデータバ
スとで接続されており、第m階層(但し、2≦m<n)
のキャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュ
メモリと第(m+1)階層のキャッシュメモリとに他の
アドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されたデー
タ処理システムであって、第1階層のキャッシュメモリ
は、データ処理装置からのデータリードアクセス要求に
際して、アクセス対象データが自身に存在しない場合は
第2階層のキャッシュメモリにデータリードアクセス要
求を出力し、第2階層以降のキャッシュメモリ全てにお
いてもアクセス対象データが存在しない場合は主記憶か
ら直接転送されるアクセス対象データを登録し、第2階
層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキャッシュメ
モリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリからのデ
ータリードアクセス要求に際して、アクセス対象データ
が自身に存在しない場合には要求に対するデータを取り
込まず、第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメ
モリは、主記憶からアクセス対象データを第1階層のキ
ャッシュメモリに登録する一連の処理に際して、第(k
−1)階層のキャッシュメモリで登録不可能なデータが
発生した場合は登録不可能なデータを自身に登録すべく
なしてあることを特徴とする。
An eleventh aspect of the invention is that cache memories of n layers (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device. Are connected to the data processing device and the main memory by an address bus for data access and a data bus for data transfer, respectively, and the cache memory of the nth hierarchy closest to the main memory is the (n- 1)
Another address bus and data bus are connected to the cache memory of the hierarchy, and the m-th hierarchy (however, 2 ≦ m <n)
Is a data processing system in which the cache memory of the (m-1) th layer and the cache memory of the (m + 1) th layer are connected to other address buses and data buses, respectively. The cache memory outputs a data read access request to the cache memory of the second layer when the data read access request from the data processing device does not exist in the access target data itself, and even in all the cache memories of the second layer and thereafter. If the access target data does not exist, the access target data transferred directly from the main memory is registered, and the cache memory of the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the second layer is (m−1) th. When the data read access request from the cache memory of the hierarchy is made, the access target data does not exist in itself. In this case, the data corresponding to the request is not fetched, and the k-th hierarchy (where 1 ≦ k <n) cache memory is stored in the cache memory of the first hierarchy when the access target data from the main memory is registered in the first ( k
-1) When unregisterable data is generated in the hierarchical cache memory, the unregisterable data is registered in itself.

【0063】第12の発明は、データ処理装置と主記憶
との間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモ
リが配列されており、キャッシュメモリは全て、データ
処理装置にデータアクセスのためのアドレスバスとデー
タ転送のためのデータバスとで接続されており、データ
処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメモリは、主
記憶に他のアドレスバスとデータバスとで接続されたデ
ータ処理システムにおいて、第1階層のキャッシュメモ
リは、データ処理装置からのデータリードアクセス要求
に際して、アクセス対象データが自身に存在しない場合
は第2階層のキャッシュメモリにデータリードアクセス
要求を出力し、第2階層以降のキャッシュメモリ全てに
おいてもアクセス対象データが存在しない場合は主記憶
から直接転送されるアクセス対象データを登録し、第2
階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキャッシュ
メモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリからの
データリードアクセス要求に際して、アクセス対象デー
タが自身に存在しない場合には要求に対するデータを取
り込まず、第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュ
メモリは、主記憶からアクセス対象データを第1階層の
キャッシュメモリに登録する一連の処理に際して、第
(k−1)階層のキャッシュメモリで登録不可能なデー
タが発生した場合は登録不可能なデータを自身に登録す
べくなしてあることを特徴とする。
According to a twelfth aspect of the present invention, cache memories of n layers (where n ≧ 2) or more are arranged between the data processing device and the main memory, and all the cache memories are for data access to the data processing device. Is connected to a data bus for data transfer, and the cache memory of the first layer, which is closest to the data processing device, has a main memory connected to another address bus and a data bus. In the system, the first level cache memory outputs a data read access request to the second level cache memory when the data read access request from the data processing device is not present in itself, and the second level cache memory outputs the data read access request. If the data to be accessed does not exist in all subsequent cache memories, it is transferred directly from the main memory. Register the access object data, the second
The cache memory of the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the layer is requested when the data to be accessed does not exist in the data read access request from the cache memory of the (m−1) th layer. The cache memory of the k-th layer (where 1 ≦ k <n) does not fetch the data for (1)-(k <n) during the series of processing for registering the access target data from the main memory into the cache memory of the first layer. When unregisterable data is generated in the hierarchical cache memory, the unregisterable data is registered in itself.

【0064】第13の発明は、データ処理装置と主記憶
との間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモ
リが配列されており、データ処理装置に最も近い第1階
層のキャッシュメモリは、データ処理装置と第2階層の
キャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレス
バスとデータ転送のためのデータバスとでそれぞれ接続
されており、主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメ
モリは、第(n−1)階層のキャッシュメモリと主記憶
とに他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続さ
れており、第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュ
メモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモリと第
(m+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバ
スとデータバスとでそれぞれ接続されたデータ処理シス
テムにおいて、第1階層のキャッシュメモリは、データ
処理装置からのデータリードアクセス要求に際して、ア
クセス対象の第1のデータが自身に存在しない場合は主
記憶から転送される第1のデータを登録し、第2階層以
降の第2のキャッシュメモリは、上位階層の第1キャッ
シュメモリからのデータリードアクセスに際して、アク
セス対象の第2のデータが自身に存在しない場合は下位
階層の第3のキャッシュメモリに第2のデータに対する
データリードアクセス要求と第2のデータに連続する第
3のデータに対するデータリードアクセス要求とを出力
し、主記憶から転送される第2のデータは書き込まず
に、主記憶から転送される第3のデータを登録すべくな
してあることを特徴とする。
A thirteenth aspect of the invention is that a cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device. Is connected to the data processing device and the second-level cache memory by an address bus for data access and a data bus for data transfer, respectively, and the n-th level cache memory closest to the main memory is Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2≤m <n) is the (m-1) th layer. -1) A data processing system in which another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (1) th layer and the cache memory of the (m + 1) th layer The cache memory of the layer registers the first data transferred from the main memory when the first data to be accessed does not exist in itself at the time of the data read access request from the data processing device, In the data read access from the first cache memory of the upper layer, the second cache memory stores the data for the second data in the third cache memory of the lower layer when the second data to be accessed does not exist in itself. The read access request and the data read access request for the third data following the second data are output, and the third data transferred from the main memory is written without writing the second data transferred from the main memory. It is characterized in that it is made to register.

【0065】第14の発明は、データ処理装置と主記憶
との間にn階層以上(但し、n≧1)のキャッシュメモ
リを備え、キャッシュメモリの内少なくとも1つが、デ
ータリードアクセス要求に際して、アクセス対象の第1
のデータが自身に存在しない場合はより下位階層のキャ
ッシュメモリまたは主記憶に第1のデータのリードアク
セス要求を行い、上位階層のキャッシュメモリまたはデ
ータ処理装置からのデータリードアクセス要求が存在し
なくとも、第1のデータの近傍に存在する第2のデータ
をより下位階層のキャッシュメモリまたは主記憶にリー
ドアクセスすべくなしてあるデータ処理システムにおい
て、キャッシュメモリは、第2のデータのリードアクセ
スを行うか否かを判断するためのプリフェッチ抑制回路
を備えたことを特徴とする。
A fourteenth aspect of the present invention is provided with a cache memory of n layers or more (where n ≧ 1) between the data processing device and the main memory, and at least one of the cache memories accesses the data read access request. First of target
If the data of the above does not exist in itself, a read access request of the first data is issued to the cache memory or the main memory of the lower layer, and even if there is no data read access request from the cache memory of the upper layer or the data processor. In a data processing system in which second data existing in the vicinity of the first data is read-accessed to a cache memory or a main memory in a lower hierarchy, the cache memory performs a read access to the second data. It is characterized in that a prefetch suppression circuit for determining whether or not it is provided.

【0066】第15の発明は、n個(但し、n≧2)の
データ処理装置と主記憶との間にm階層以上(但し、m
≧2)のキャッシュメモリを備えたデータ処理システム
において、第i番(但し、1≦i≦n)のデータ処理装
置に最も近い第i系列の第1階層のキャッシュメモリ
は、第i番のデータ処理装置と第i系列の第2階層のキ
ャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレスバ
スとデータ転送のためのデータバスとで接続されてお
り、主記憶に最も近い第m階層のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと主記憶とに他の
アドレスバスとデータバスとで接続されており、第i系
列の第k階層(但し、2≦k<m)のキャッシュメモリ
は、第i系列の第(k−1)階層のキャッシュメモリと
第j系列(但し、1≦j≦n)の第l階層(但し、2≦
l<m−1)のキャッシュメモリと第(k+1)階層の
キャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバスと
で接続されており、第p階層(但し、2≦p<m、p≠
k)のキャッシュメモリは、第(p−1)階層のキャッ
シュメモリと第(p+1)階層のキャッシュメモリとに
他のアドレスバスとデータバスとで接続されたデータ処
理システムにおいて、第1階層のキャッシュメモリはデ
ータ処理装置からのデータリードアクセス要求に際し
て、アクセス対象データが自身に存在しない場合は下位
階層のキャッシュメモリまたは主記憶から転送されるア
クセス対象データを登録し、第k階層のキャッシュメモ
リは、上位階層のキャッシュメモリからのデータリード
アクセス要求に際して、アクセス対象データが自身に存
在しない場合は下位階層のキャッシュメモリまたは主記
憶から転送されるアクセス対象データを登録し、第p階
層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッシュメモリ
からのデータリードアクセスに際して、アクセス対象デ
ータが自身に存在しない場合は下位階層のキャッシュメ
モリまたは主記憶から転送されるアクセス対象データを
登録しないようになしてあることを特徴とする。
The fifteenth aspect of the present invention is to provide m layers or more (where m ≧ 2) between n (where n ≧ 2) data processing devices and the main memory.
In the data processing system having the cache memory of ≧ 2), the cache memory of the first hierarchy of the i-th series closest to the i-th (where 1 ≦ i ≦ n) data processing device is the i-th data. The processor and the second-tier cache memory of the i-th series are connected by an address bus for data access and a data bus for data transfer, and the cache memory of the m-th hierarchy closest to the main memory is
The cache memory of the (m-1) th layer and the main memory are connected to another address bus and a data bus, and the cache memory of the kth layer (where 2 ≦ k <m) of the i-th series is The cache memory of the (k-1) th layer of the i-th series and the l-th layer of the j-th series (where 1≤j≤n) (however, 2≤
Another address bus and a data bus are connected to the cache memory of l <m−1) and the cache memory of the (k + 1) th layer, and the pth layer (2 ≦ p <m, p ≠).
The k) cache memory is a first layer cache in a data processing system in which the (p-1) th layer cache memory and the (p + 1) th layer cache memory are connected to other address buses and data buses. When the data read access request from the data processing device is made, the memory registers the access target data transferred from the lower level cache memory or the main memory when the access target data does not exist in itself, and the kth level cache memory stores When a data read access request is made from the cache memory of the upper layer, if the access target data does not exist in itself, the access target data transferred from the cache memory of the lower layer or the main memory is registered. Data read from the upper layer cache memory Upon access, the access target data is characterized in that if it does not exist in itself are no so as not to register the access target data to be transferred from the cache memory or the main memory of the lower layer.

【0067】第16の発明は、n個(但し、n≧2)の
データ処理装置と主記憶との間にm階層以上(但し、m
≧2)のキャッシュメモリを備えたデータ処理システム
において、第i番(但し、1≦i≦n)のデータ処理装
置に最も近い第i系列の第1階層のキャッシュメモリ
は、第i番のデータ処理装置と第i系列の第2階層のキ
ャッシュメモリとにデータアクセスのためのアドレスバ
スとデータ転送のためのデータバスとで接続されてお
り、主記憶に最も近い第m階層のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと主記憶とに他の
アドレスバスとデータバスとで接続されており、第i系
列の第k階層(但し、2≦k<m)のキャッシュメモリ
は、第i系列の第(k−1)階層のキャッシュメモリと
第j系列(但し、1≦j≦n)の第l階層(但し、2≦
l<m−1)のキャッシュメモリと第(k+1)階層の
キャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバスと
で接続されており、第p階層(但し、2≦p<m、p≠
k)のキャッシュメモリは、第(p−1)階層のキャッ
シュメモリと第(p+1)階層のキャッシュメモリとに
他のアドレスバスとデータバスとで接続されたデータ処
理システムにおいて、第1階層のキャッシュメモリは、
データ処理装置からのデータリードアクセス要求に際し
て、アクセス対象データが自身に存在する場合はデータ
処理装置へアクセス対象データを出力し、第k階層のキ
ャッシュメモリは、上位階層のキャッシュメモリからの
データリードアクセス要求に際して、アクセス対象デー
タが自身に存在する場合はデータ処理装置または上位階
層のキャッシュメモリへアクセス対象データを出力し、
第p階層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッシュ
メモリからのデータリードアクセスに際して、アクセス
対象データが自身に存在する場合はデータ処理装置また
は上位階層のキャッシュメモリへアクセス対象データを
出力し、その後、自身に存在しているアクセス対象デー
タを無効化すべくなしてあることを特徴とする。
The sixteenth aspect of the present invention is to provide m layers or more (where m ≧ 2) between n (where n ≧ 2) data processing devices and the main memory.
In the data processing system having the cache memory of ≧ 2), the cache memory of the first hierarchy of the i-th series closest to the i-th (where 1 ≦ i ≦ n) data processing device is the i-th data. The processor and the second-tier cache memory of the i-th series are connected by an address bus for data access and a data bus for data transfer, and the cache memory of the m-th hierarchy closest to the main memory is
The cache memory of the (m-1) th layer and the main memory are connected to another address bus and a data bus, and the cache memory of the kth layer (where 2 ≦ k <m) of the i-th series is The cache memory of the (k-1) th layer of the i-th series and the l-th layer of the j-th series (where 1≤j≤n) (however, 2≤
Another address bus and a data bus are connected to the cache memory of l <m−1) and the cache memory of the (k + 1) th layer, and the pth layer (2 ≦ p <m, p ≠).
The k) cache memory is a first layer cache in a data processing system in which the (p-1) th layer cache memory and the (p + 1) th layer cache memory are connected to other address buses and data buses. Memory
When the data read access request is issued from the data processing device, if the access target data exists in itself, the access target data is output to the data processing device, and the k-th layer cache memory reads the data from the upper layer cache memory. At the time of request, if the access target data exists in itself, the access target data is output to the data processing device or the cache memory of the upper layer,
The cache memory in the p-th layer outputs the access target data to the data processing device or the cache memory in the upper layer when the data to be accessed from the cache memory in the upper layer exists in the data read access from the cache memory in the upper layer. It is characterized in that the access target data existing in is deleted.

【0068】第17の発明は、データ処理装置と主記憶
との間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモ
リを備え、データ処理装置に最も近い第1階層のキャッ
シュメモリは、データ処理装置と第2階層のキャッシュ
メモリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデー
タ転送のためのデータバスとで接続されており、主記憶
に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、第(n−
1)階層のキャッシュメモリと主記憶とに他のアドレス
バスとデータバスとで接続されており、第m階層(但
し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、第(m−1)
階層のキャッシュメモリと第(m+1)階層のキャッシ
ュメモリとに他のアドレスバスとデータバスとで接続さ
れたデータ処理システムにおいて、第1階層のキャッシ
ュメモリは、データ処理装置からのデータリードアクセ
ス要求に際して、アクセス対象データが自身に存在しな
い場合は下位階層のキャッシュメモリまたは主記憶から
転送されるアクセス対象データを登録し、第m階層のキ
ャッシュメモリは、上位階層のキャッシュメモリからの
データリードアクセスに際して、アクセス対象データが
自身に存在しない場合は下位階層のキャッシュメモリま
たは主記憶から転送されるアクセス対象データを登録せ
ず、上位階層のキャッシュメモリからのライトデータを
登録するべくなしてあるデータ処理システムにおいて、
データ処理装置またはキャッシュメモリ以外の装置が主
記憶装置のデータを書き換えた場合に、第n階層(但
し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、第(m−1)
階層のキャッシュメモリにデータが登録されていない場
合は第n階層のキャッシュメモリに第1のデータが登録
されているかを検索し、登録されていない場合は次段の
第(m+1)階層のキャッシュメモリに第1のデータを
検索させ、第m階層のキャッシュメモリに第1のデータ
が登録されている場合は次段の第(m+1)階層のキャ
ッシュメモリに第1のデータを検索させないようになし
てあることを特徴とする。
In a seventeenth aspect of the invention, a cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is provided between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are connected to the processing device and the cache memory of the second hierarchy, and the cache memory of the nth hierarchy closest to the main memory is the (n-
1) The cache memory of the layer and the main memory are connected to other address buses and data buses, and the cache memory of the m-th layer (where 2 ≦ m <n) is the (m−1) th
In a data processing system in which the cache memory of the hierarchical layer and the cache memory of the (m + 1) th hierarchical layer are connected to each other by an address bus and a data bus, the cache memory of the first hierarchical layer causes the data read access request from the data processing device. If the access target data does not exist in itself, the access target data transferred from the lower layer cache memory or the main memory is registered, and the mth layer cache memory stores the data read access from the upper layer cache memory. When the access target data does not exist in itself, the access target data transferred from the lower layer cache memory or the main memory is not registered, but the write data from the upper layer cache memory is registered. ,
When a device other than the data processing device or the cache memory rewrites data in the main storage device, the cache memory of the nth layer (where 2 ≦ m <n) is the (m−1) th layer.
If the data is not registered in the cache memory of the hierarchy, it is searched whether the first data is registered in the cache memory of the nth hierarchy, and if it is not registered, the cache memory of the (m + 1) th hierarchy in the next stage. To search the first data, and when the first data is registered in the cache memory of the mth layer, the cache memory of the (m + 1) th layer of the next stage should not be searched for the first data. It is characterized by being.

【0069】第18の発明は、データ処理装置と主記憶
との間にn階層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモ
リを備え、データ処理装置に最も近い第1階層のキャッ
シュメモリは、データ処理装置と第2階層のキャッシュ
メモリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデー
タ転送のためのデータバスとで接続されており、主記憶
に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、第(n−
1)階層のキャッシュメモリと主記憶とに他のアドレス
バスとデータバスとで接続されており、第m階層(但
し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、第(m−1)
階層のキャッシュメモリと第(m+1)階層のキャッシ
ュメモリとに他のアドレスバスとデータバスとで接続さ
れており、第1階層のキャッシュメモリはデータ処理装
置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在しない場合は下位階層のキャッ
シュメモリまたは主記憶から転送されるデータを登録
し、第m階層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセスに際して、アク
セス対象データが自身に存在しない場合は下位階層のキ
ャッシュメモリまたは主記憶から転送されるデータを登
録せず、上位階層のキャッシュメモリからのライトデー
タを登録すべくなしてあるデータ処理システムにおい
て、データ処理装置またはキャッシュメモリ以外の装置
が主記憶装置のデータを書き換えた場合に、第n階層
(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、第(m−
1)階層のキャッシュメモリにデータが登録されていな
い場合は第n階層のキャッシュメモリにデータが登録さ
れているか検索させ、登録されていない場合は次段の第
(m+1)階層のキャッシュメモリにデータを検索さ
せ、第m階層のキャッシュメモリにデータが登録されて
いる場合は次段の第(m+1)階層のキャッシュメモリ
にデータの検索をさせないようになしてあることを特徴
とする。
The eighteenth invention comprises a cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is the data An address bus for data access and a data bus for data transfer are connected to the processing device and the cache memory of the second hierarchy, and the cache memory of the nth hierarchy closest to the main memory is the (n-
1) The cache memory of the layer and the main memory are connected to other address buses and data buses, and the cache memory of the m-th layer (where 2 ≦ m <n) is the (m−1) th
The cache memory of the hierarchical layer and the cache memory of the (m + 1) th hierarchical layer are connected to each other by another address bus and a data bus. The cache memory of the first hierarchical layer is accessed by the data read access request from the data processor. If it does not exist in itself, the data transferred from the cache memory in the lower layer or the main memory is registered, and the cache memory in the mth layer stores the data to be accessed in itself in the data read access from the cache memory in the upper layer. If it does not exist, the data transferred from the lower layer cache memory or main memory is not registered, but the write data from the upper layer cache memory is registered, except for the data processing device or the cache memory. Is the main memory data When rewriting, the n-tier (where, 2 ≦ m <n) cache memory includes a first (m-
1) If the data is not registered in the cache memory of the layer, it is searched whether the data is registered in the cache memory of the nth layer, and if not registered, the data is stored in the cache memory of the (m + 1) th layer of the next stage. And the data is registered in the cache memory of the m-th layer, the cache memory of the (m + 1) -th layer of the next stage is not searched for the data.

【0070】[0070]

【作用】本発明の複数階層のキャッシュメモリを備えた
データ処理システムでは、データ処理装置からのデータ
リードアクセス要求に対応する主記憶上のデータが全て
のキャッシュメモリに登録されるのではなく、極力ある
いは完全に一つのキャッシュメモリにのみ登録される。
従って、主記憶上の同一データが異なるキャッシュメモ
リに重複して登録される可能性が低くなり、その分だけ
より多くのデータがキャッシュメモリ全体に登録可能に
なる。
According to the data processing system of the present invention, which is provided with a plurality of layers of cache memory, the data in the main memory corresponding to the data read access request from the data processing device is not registered in all the cache memories, but as much as possible. Alternatively, it is completely registered in only one cache memory.
Therefore, the same data in the main memory is less likely to be registered in different cache memories in duplicate, and more data can be registered in the entire cache memory.

【0071】[0071]

【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
いて詳述する。図1のブロック図に、本発明のデータ処
理システムの第1の発明の第1の実施例としての2階層
のキャッシュメモリを備えたデータ処理システムの構成
例を示す。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as a first embodiment of the first invention of the data processing system of the present invention.

【0072】図1において、参照符号100 はデータ処理
装置を、10はデータ処理装置100 に接続された1次キャ
ッシュメモリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続さ
れた2次キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメ
モリ11に接続された主記憶をそれぞれ示している。
In FIG. 1, reference numeral 100 is a data processor, 10 is a primary cache memory connected to the data processor 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, 103 Indicate main memories connected to the secondary cache memory 11.

【0073】なお、本発明のデータ処理システムにおい
ても前述の従来例と同様に、主記憶103 は数メガバイト
乃至数百メガバイトの容量を有する比較的アクセス速度
の低いメモリで構成されているのに対し、2次キャッシ
ュメモリ11は十数キロバイト乃至数百キロバイトのメモ
リで構成されており、1次キャッシュメモリ10は数キロ
バイトのメモリで構成されている。
In the data processing system of the present invention, as in the above-described conventional example, the main memory 103 is composed of a memory having a capacity of several megabytes to several hundred megabytes and a relatively low access speed. The secondary cache memory 11 is composed of a memory of ten and several kilobytes to several hundreds of kilobytes, and the primary cache memory 10 is composed of a memory of several kilobytes.

【0074】データアクセス速度に関しては、主記憶10
3 が一般に百数十nsecでデータアクセス可能であるのに
対して、2次キャッシュメモリ11は十数nsec乃至数十ns
ecでデータアクセス可能であり、1次キャッシュメモリ
10は数nsec乃至十数nsecでデータアクセス可能である。
即ち、主記憶103 ,2次キャッシュメモリ11,1次キャ
ッシュメモリ10の順に、小容量になる反面、高速にデー
タアクセス可能となる。従って、主記憶103 のデータの
一部のコピーをキャッシュメモリ10, 11に予め登録して
おくことにより、主記憶103 をアクセスすることなく高
速にデータアクセス可能となる。更に、データ処理装置
100 が1次キャッシュメモリ10をアクセスする場合は、
データ処理装置100 の処理速度以上に高速でアクセス可
能である。
Regarding the data access speed, the main memory 10
While 3 is generally capable of accessing data in hundreds of tens of nanoseconds, the secondary cache memory 11 is in the order of tens of nanoseconds to tens of ns.
Data can be accessed with ec, primary cache memory
Data of 10 can be accessed in a few nsec to a dozen nsec.
That is, in the order of the main memory 103, the secondary cache memory 11, and the primary cache memory 10, the capacity becomes smaller, but the data can be accessed at high speed. Therefore, by registering a copy of a part of the data in the main memory 103 in the cache memories 10 and 11 in advance, the data can be accessed at high speed without accessing the main memory 103. Furthermore, the data processing device
When 100 accesses the primary cache memory 10,
It can be accessed at a higher speed than the processing speed of the data processing device 100.

【0075】また一般に、このようなデータ処理システ
ムにおいては、1次キャッシュメモリ10はデータ処理装
置100 と2次キャッシュメモリ11との間でのみデータの
やり取りが可能であり、また2次キャッシュメモリ11は
1次キャッシュメモリ10と主記憶103 との間でのみデー
タアクセスが可能である。そしてデータ処理装置100と
主記憶103 間との間ではダイレクトなデータアクセスは
出来ない。
Generally, in such a data processing system, the primary cache memory 10 can exchange data only between the data processing device 100 and the secondary cache memory 11, and the secondary cache memory 11 Can access data only between the primary cache memory 10 and the main memory 103. Direct data access cannot be performed between the data processing device 100 and the main memory 103.

【0076】次に、図1に示されている本発明のデータ
処理システムの動作について説明する。
Next, the operation of the data processing system of the present invention shown in FIG. 1 will be described.

【0077】本発明のデータ処理システムのデータアク
セスの動作において、図24に示す従来のデータ処理シス
テムと異なる動作をするのは、2次キャッシュメモリ11
でキャッシュリードヒットした場合のみである。
In the data access operation of the data processing system of the present invention, the operation different from that of the conventional data processing system shown in FIG.
Only when there is a cache read hit in.

【0078】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、データ処理装置100 はま
ず1次キャッシュメモリ10に対してデータリードアクセ
ス(104) を行う。そして、1次キャッシュメモリ10にお
いてキャッシュミス (要求されたデータがキャッシュメ
モリ内に登録されていない状態) が発生した場合、1次
キャッシュメモリ10から2次キャッシュメモリ11に対し
てデータリードアクセス(105) が行われる。更に、2次
キャッシュメモリ11においてもキャッシュミスが発生し
た場合には、2次キャッシュメモリ11から主記憶103 に
対してデータリードアクセス(106) が行われる。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, the data processing device 100 first performs a data read access (104) to the primary cache memory 10. If a cache miss occurs in the primary cache memory 10 (a state in which the requested data is not registered in the cache memory), a data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 (105 ) Is performed. Further, when a cache miss also occurs in the secondary cache memory 11, a data read access (106) is made from the secondary cache memory 11 to the main memory 103.

【0079】この2次キャッシュメモリ11から主記憶10
3 に対するデータリードアクセス要求により主記憶103
から読み出されたデータは2次キャッシュメモリ11に転
送・登録(112) され、更に1次キャッシュメモリ10に転
送・登録(111) された上でデータ処理装置100 へ転送(1
10) される。しかし、1次キャッシュメモリ10に対する
データリードアクセス(104) でキャッシュヒットした場
合には、そのデータ(以下、ヒットデータという) はそ
のままデータ処理装置100 へ転送(110) される。この場
合、2次キャッシュメモリ11及び主記憶103 に対するデ
ータリードアクセス(105, 106)は行われない。
From the secondary cache memory 11 to the main memory 10
Main memory 103 by data read access request for 3
The data read from is transferred / registered (112) to the secondary cache memory 11, further transferred / registered (111) to the primary cache memory 10, and then transferred to the data processing device 100 (1
10) Will be done. However, when a cache hit occurs in the data read access (104) to the primary cache memory 10, the data (hereinafter referred to as hit data) is transferred (110) to the data processing device 100 as it is. In this case, the data read access (105, 106) to the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0080】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be accessed. Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0081】この際に1次キャッシュメモリ10, 2次キ
ャッシュメモリ11及び主記憶103 にライトされるデータ
は、データ処理装置100 から参照符号107 →108 →109
の経路で転送される。そして、1次,2次キャッシュメ
モリ10, 11、更に主記憶103でキャッシュライトヒット
した場合にはデータの更新が実行される。具体的には、
キャッシュメモリ内のヒットデータがデータ処理装置10
0 から転送されてきたデータにより上書きされる。この
ような処理により、ライトスルー方式のキャッシュメモ
リでは、データの一貫性が維持される。
At this time, the data written in the primary cache memory 10, the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is the reference numeral 107 → 108 → 109 from the data processor 100.
Is transferred by the route. Then, when a cache write hit occurs in the primary and secondary cache memories 10 and 11, and further in the main memory 103, data update is executed. In particular,
The hit data in the cache memory is the data processing device 10
It is overwritten by the data transferred from 0. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0082】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して2次キャッシュメモリ11でキ
ャッシュリードヒットした場合には、2次キャッシュメ
モリ11内のヒットデータ(A) は1次キャッシュメモリ10
へ転送(14)された後に無効化される。つまり、2次キャ
ッシュメモリ11でキャッシュヒットが生じる都度、その
ヒットデータは1次キャッシュメモリ10へ転送されて登
録されると共に、2次キャッシュメモリ11内では無効化
される。このため、本発明のデータ処理システムでは、
キャッシュメモリ全体としては2次キャッシュメモリ11
の容量以上のデータを登録することが可能となる。この
ことはキャッシュメモリ全体としてのヒット率を向上さ
せることになり、ヒット率の向上はデータアクセスの高
速化につながる。即ち、従来のシステムに比して、デー
タ処理装置100 はより多くのデータを高速にアクセスす
ることが可能になる。
When a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data (A) in the secondary cache memory 11 is the primary cache memory 10.
Invalidated after being transferred (14) to. That is, each time a cache hit occurs in the secondary cache memory 11, the hit data is transferred to the primary cache memory 10 and registered, and is invalidated in the secondary cache memory 11. Therefore, in the data processing system of the present invention,
Secondary cache memory 11
It is possible to register more data than the capacity. This improves the hit rate of the cache memory as a whole, and the improvement of the hit rate leads to speeding up of data access. That is, the data processing device 100 can access more data at high speed as compared with the conventional system.

【0083】図2, 図3に、図1に示されている本発明
のデータ処理システムの1次キャッシュメモリ10と2次
キャッシュメモリ11とを接続した場合の回路構成例のブ
ロック図を示す。なお、図2においてはデータ処理装置
100 と2次キャッシュメモリ11との間に接続されている
1次キャッシュメモリ10が、図3においては主記憶103
と1次キャッシュメモリ10との間に接続されている2次
キャッシュメモリ11がそれぞれ示されている。
FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing examples of circuit configurations when the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 of the data processing system of the present invention shown in FIG. 1 are connected. In addition, in FIG. 2, a data processing device
The primary cache memory 10 connected between 100 and the secondary cache memory 11 is the main memory 103 in FIG.
A secondary cache memory 11 connected between the primary cache memory 10 and the primary cache memory 10 is shown.

【0084】本発明のデータ処理システムの1次キャッ
シュメモリ10及び2次キャッシュメモリ11はいずれも基
本的には前述の図25に示されている従来の一般的なキャ
ッシュメモリと同様の構成であるが、2次キャッシュメ
モリ11のキャッシュヒット/ミス信号生成部36からバリ
ッドビットのインバリデート信号41を出力する点が異な
る。
Both the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 of the data processing system of the present invention have basically the same structure as the conventional general cache memory shown in FIG. 25 described above. However, the difference is that the cache hit / miss signal generator 36 of the secondary cache memory 11 outputs a valid bit invalidate signal 41.

【0085】なお、図2, 図3に示されている両キャッ
シュメモリ10, 11はいずれも4ウェイセットアソシアテ
ィブ方式である。但し、2次キャッシュメモリ11の容量
の方が1次キャッシュメモリ10の容量より大きい。
Both cache memories 10 and 11 shown in FIGS. 2 and 3 are of the 4-way set associative system. However, the capacity of the secondary cache memory 11 is larger than that of the primary cache memory 10.

【0086】図2, 図3において、1次キャッシュメモ
リ10と2次キャッシュメモリ11とはキャッシュヒット/
ミス信号生成部36の構成のみが異なる。参照符号33は主
記憶103 のデータの一部 (1次キャッシュメモリ10では
それに加えて2次キャッシュメモリ11のデータの一部)
をコピーして記憶するデータ部を、31はデータ部33に記
憶されているデータに対するアドレスの一部を記憶する
タグ部を、32はエントリ毎にデータ部33のデータが有効
であるか無効であるかを示すバリッドビットを、30はエ
ントリの一つを選択するデコーダをそれぞれ示してい
る。なお、データ部33へのデータの入出力はエントリ単
位で行われる。
In FIGS. 2 and 3, the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 are cache hits /
Only the configuration of the miss signal generator 36 is different. Reference numeral 33 is a part of the data in the main memory 103 (in addition to the primary cache memory 10, a part of the data in the secondary cache memory 11)
Is stored in the data section 33, 31 is a tag section that stores a part of the address for the data stored in the data section 33, and 32 is data that is valid or invalid for each entry. Reference numeral 30 indicates a valid bit indicating whether there is any, and 30 indicates a decoder that selects one of the entries. Input / output of data to / from the data unit 33 is performed in entry units.

【0087】また、参照符号36はキャッシュアクセス時
に入力アドレスとタグ情報とを比較した後にキャッシュ
ヒット/ミス信号を生成するキャッシュヒット/ミス信
号生成部を、37はキャッシュヒット時にデータ部33から
データを読み出す出力バッファを、35はキャッシュミス
時にデータバス63または65からデータを取り込むライン
バッファをそれぞれ示している。但し、2次キャッシュ
メモリ11のキャッシュヒット/ミス信号生成部36は、リ
ードヒットした場合にはインバリデート信号41を出力す
る。
Further, reference numeral 36 is a cache hit / miss signal generating section for generating a cache hit / miss signal after comparing the input address and the tag information at the time of cache access, and 37 is the data from the data section 33 at the time of cache hit. Reference numeral 35 denotes an output buffer to be read out, and 35 denotes a line buffer which takes in data from the data bus 63 or 65 at the time of a cache miss. However, the cache hit / miss signal generation unit 36 of the secondary cache memory 11 outputs the invalidate signal 41 when a read hit occurs.

【0088】更にこの図2, 図3に示されている1次キ
ャッシュメモリ10及び2次キャッシュメモリ11はいずれ
もは4ウェイセットアソシアティブ方式であるので、タ
グ部31,データ部33,バリッドビット部32,デコーダ3
0,キャッシュヒット/ミス信号生成部36がそれぞれウ
ェイ0〜3用に4セット備えられている。一般にキャッ
シュミス時に、ラインバッファ35に取り込まれたデータ
を、ウェイ0 〜3 のいずれのウェイに登録するかの選択
はLRU(Least Recently Used)アルゴリズム制御回路等で
行われるが、この LRU制御のための回路は図2, 図3に
は示されていない。
Further, since the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 2 and 3 are all of the 4-way set associative system, the tag section 31, the data section 33, and the valid bit section are provided. 32, decoder 3
Four sets of 0 and cache hit / miss signal generators 36 are provided for ways 0 to 3, respectively. Generally, when a cache miss occurs, the LRU (Least Recently Used) algorithm control circuit or the like selects which of the ways 0 to 3 the data fetched in the line buffer 35 is registered. Circuit is not shown in FIGS.

【0089】また、参照符号60は1次キャッシュメモリ
10とデータ処理装置100 とを接続するアドレスバス(1
次キャッシュメモリ10の入力アドレスバス)を、67は1
次キャッシュメモリ10の出力バッファ37とデータ処理装
置100 とを接続するデータバスを、62は2次キャッシュ
メモリ11と主記憶103 とを接続するアドレスバス(2次
キャッシュメモリ11の出力アドレスバス)を、63は2次
キャッシュメモリ11のラインバッファ35と主記憶103 と
を接続するデータバスを、61は1次キャッシュメモリ10
と2次キャッシュメモリ11とを接続するアドレスバス
(1次キャッシュメモリ10の出力アドレスバスであり且
つ2次キャッシュメモリ11の入力アドレスバス)を、65
は1次キャッシュメモリ10のラインバッファ35と2次キ
ャッシュメモリ11の出力バッファ37とを接続するデータ
バスをそれぞれ示している。
Reference numeral 60 is a primary cache memory.
An address bus (1
Input address bus of the next cache memory 10), 67 is 1
A data bus connecting the output buffer 37 of the secondary cache memory 10 and the data processing device 100, and an address bus 62 connecting the secondary cache memory 11 and the main memory 103 (output address bus of the secondary cache memory 11). , 63 is a data bus connecting the line buffer 35 of the secondary cache memory 11 and the main memory 103, and 61 is the primary cache memory 10.
An address bus (an output address bus of the primary cache memory 10 and an input address bus of the secondary cache memory 11) connecting the secondary cache memory 11 and the secondary cache memory 11;
Indicates a data bus connecting the line buffer 35 of the primary cache memory 10 and the output buffer 37 of the secondary cache memory 11, respectively.

【0090】なお、データバス67とデータバス65とは1
次キャッシュメモリ10内でバイパス経路66にて、データ
バス63とデータバス65とは2次キャッシュメモリ11内で
バイパス経路64にてそれぞれ接続されている。
The data bus 67 and the data bus 65 are 1
The bypass path 66 is connected in the next cache memory 10 and the data bus 63 and the data bus 65 are connected in the bypass path 64 in the secondary cache memory 11.

【0091】次に、図2, 図3に示されている両キャッ
シュメモリ10, 11の基本的な動作について説明する。ま
ず、データ処理装置100 または1次キャッシュメモリ10
でデータリードアクセス要求が発生した場合、データを
リードするためのアドレスが入力アドレスバス60または
61から入力される。このアドレスは、キャッシュヒット
/ミス信号生成部36とデコーダ30とキャッシュミス時の
タグ登録用のラッチ34とに入力される。
Next, the basic operation of both cache memories 10 and 11 shown in FIGS. 2 and 3 will be described. First, the data processing device 100 or the primary cache memory 10
When a data read access request is generated at, the address for reading data is set to the input address bus 60 or
Input from 61. This address is input to the cache hit / miss signal generation unit 36, the decoder 30, and the latch 34 for tag registration at the time of cache miss.

【0092】デコーダ30では、アドレスの内の数ビット
をデコードしてエントリ選択信号を出力し、タグ部31,
バリッドビット部32,データ部33それぞれのエントリの
一つを選択する。そしてキャッシュヒット/ミス信号生
成部36では、その選択されたエントリのタグ90a とバリ
ッドビット90b とをタグ部31, バリッドビット部32から
読み込む。
The decoder 30 decodes several bits of the address and outputs an entry selection signal, and the tag unit 31,
One of the valid bit 32 and data 33 entries is selected. Then, the cache hit / miss signal generation unit 36 reads the tag 90a and the valid bit 90b of the selected entry from the tag unit 31 and the valid bit unit 32.

【0093】タグ90a とアドレスとを比較し、その結果
が一致し且つバリッドビット90b が有効であれば、1次
キャッシュメモリ10のキャッシュヒット/ミス信号生成
部36はキャッシュリードヒット信号39を、2次キャッシ
ュメモリ11のキャッシュヒット/ミス信号生成部36はキ
ャッシュリードヒット信号39及びインバリデート信号41
を出力する。逆に、タグ90a とアドレスとの比較結果が
不一致であるかまたはバリッドビット90b が無効であれ
ば、キャッシュヒット/ミス信号生成部36はキャッシュ
リードミス信号38を出力する。
The tag 90a is compared with the address. If the results match and the valid bit 90b is valid, the cache hit / miss signal generator 36 of the primary cache memory 10 outputs the cache read hit signal 39 to 2 The cache hit / miss signal generator 36 of the next cache memory 11 receives the cache read hit signal 39 and the invalidate signal 41.
Is output. On the contrary, if the comparison result of the tag 90a and the address does not match or the valid bit 90b is invalid, the cache hit / miss signal generation unit 36 outputs the cache read miss signal 38.

【0094】キャッシュヒット/ミス信号生成部36から
キャッシュリードヒット信号39が出力された場合は、デ
コーダ30により選択されたエントリ90c のデータがデー
タ部33から出力されて出力バッファ37に取り込まれる。
この出力バッファ37に取り込まれたデータは、アクセス
要求に対するデータ(ヒットデータ)としてそれぞれの
キャッシュメモリ10または11外部へ出力される。
When the cache read / hit signal generating unit 36 outputs the cache read hit signal 39, the data of the entry 90c selected by the decoder 30 is output from the data unit 33 and taken into the output buffer 37.
The data taken into the output buffer 37 is output to the outside of the respective cache memory 10 or 11 as data (hit data) for the access request.

【0095】また、キャッシュヒット/ミス信号生成部
36からキャッシュリードミス信号38が出力された場合
は、出力アドレスバス61または62から2次キャッシュメ
モリ11または主記憶103 へアドレスを出力することによ
りそれらに対してりリードアクセスを行う。このデータ
リードアクセス要求に対して転送されてきたデータは、
データバス63から2次キャッシュメモリ11のラインバッ
ファ35またはデータバス65から1次キャッシュメモリ10
のラインバッファ35に取り込まれる。そして、ラインバ
ッファ35へのデータ転送が終了すれば直ちにそのデータ
は選択されたウェイの選択されたエントリ90a, 90cにタ
グと共に登録される。この際、同一のエントリに対応す
るバリッドビット90b もセットされる。
The cache hit / miss signal generation section
When the cache read miss signal 38 is output from 36, the address is output from the output address bus 61 or 62 to the secondary cache memory 11 or the main memory 103 to perform read access to them. The data transferred in response to this data read access request is
Data bus 63 to line buffer 35 of secondary cache memory 11 or data bus 65 to primary cache memory 10
It is taken into the line buffer 35 of. Then, as soon as the data transfer to the line buffer 35 is completed, the data is registered in the selected entry 90a, 90c of the selected way together with the tag. At this time, the valid bit 90b corresponding to the same entry is also set.

【0096】このデータの登録の際にいずれのウェイに
データを登録するかの決定は前述したように LRUアルゴ
リズム等で制御される。また、データバス63または65か
ら入力されてきたデータは、2次キャッシュメモリ11の
ラインバッファ35または1次キャッシュメモリ10のライ
ンバッファ35に取り込まれると同時にバイパス経路64を
通じてデータバス65へ、またはバイパス経路66を通じて
データバス67へも直接出力される。このようなキャッシ
ュメモリにより、本発明のデータ処理システムはキャッ
シュミス時にはより高速に要求元にデータを転送するこ
とができる。
At the time of registering this data, the decision of which way to register the data is controlled by the LRU algorithm or the like as described above. Further, the data input from the data bus 63 or 65 is taken into the line buffer 35 of the secondary cache memory 11 or the line buffer 35 of the primary cache memory 10 and at the same time to the data bus 65 via the bypass path 64 or the bypass. It is also directly output to the data bus 67 via the path 66. With such a cache memory, the data processing system of the present invention can transfer data to the request source at higher speed in the case of a cache miss.

【0097】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合には、データをライ
トするためのアドレスが入力アドレスバス60または61か
ら入力される。そのアドレスは、データリード時と同様
にキャッシュヒット/ミス信号生成部36とデコーダ30と
キャッシュミス時のタグ登録用のラッチ34とに入力され
ると同時に、デコーダ30によりタグ部31,バリッドビッ
ト部32,データ部33のエントリの一つが選択される。そ
して、選択されたタグ部31,バリッドビット部32の値は
キャッシュヒット/ミス信号生成部36に読み込まれてキ
ャッシュヒット/ミスの判定に用いられる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, an address for writing data is input from the input address bus 60 or 61. The address is input to the cache hit / miss signal generation unit 36, the decoder 30, and the tag registration latch 34 at the time of cache miss, as well as at the time of data read, and at the same time, the decoder 30 causes the tag unit 31 and the valid bit unit. 32, one of the entries in the data section 33 is selected. Then, the values of the selected tag unit 31 and valid bit unit 32 are read by the cache hit / miss signal generation unit 36 and used for the cache hit / miss determination.

【0098】キャッシュライトヒットした場合には、キ
ャッシュメモリ内のヒットデータを更新する必要が生じ
る。即ち、データバス67または65から転送されてきたデ
ータがバイパス経路66を通じてデータバス65へ、または
バイパス経路64を通じてデータバス63に出力されてライ
ンバッファ35に取り込まれる。そして、キャッシュライ
トヒット信号40によりそのラインバッファ35内に保持さ
れているデータはタグと共に登録される。キャッシュラ
イトミスした場合には、キャッシュメモリ内のデータを
更新する必要はないのでキャッシュメモリ内では何の処
理も実行されない。
When a cache write hit occurs, it is necessary to update the hit data in the cache memory. That is, the data transferred from the data bus 67 or 65 is output to the data bus 65 via the bypass path 66 or to the data bus 63 via the bypass path 64 and taken into the line buffer 35. Then, the data held in the line buffer 35 by the cache write hit signal 40 is registered together with the tag. In the case of a cache write miss, there is no need to update the data in the cache memory, so no processing is executed in the cache memory.

【0099】次に、図2, 図3に示されている1次,2
次キャッシュメモリ10, 11を接続した場合の構成の動作
について説明する。まずデータ処理装置100 においてデ
ータリードアクセス要求が発生すると、そのデータに対
するアドレスが入力アドレスバス60から1次キャッシュ
メモリ10に入力される。
Next, the primary and secondary signals shown in FIGS.
The operation of the configuration when the next cache memories 10 and 11 are connected will be described. First, when a data read access request is generated in the data processing device 100, an address for the data is input to the primary cache memory 10 from the input address bus 60.

【0100】1次キャッシュメモリ10でキャッシュリー
ドミスした場合には、1次キャッシュメモリ10のキャッ
シュヒット/ミス信号生成部36からキャッシュリードミ
ス信号38が出力されることにより、出力アドレスバス61
からアドレスが出力されて2次キャッシュメモリ11に対
してデータリードアクセスが行われる。2次キャッシュ
メモリ11でも同様にキャッシュリードミスした場合に
は、2次キャッシュメモリ11のキャッシュヒット/ミス
信号生成部36からキャッシュリードミス信号38が出力さ
れることにより、出力アドレスバス62からアドレスが出
力されて主記憶103 に対してデータリードアクセス(10
6) が行われる。
When a cache read miss occurs in the primary cache memory 10, the cache hit / miss signal generator 36 of the primary cache memory 10 outputs a cache read miss signal 38, thereby causing the output address bus 61
Then, an address is output from the memory and data read access is performed to the secondary cache memory 11. Similarly, in the case of the cache read miss in the secondary cache memory 11, the cache hit / miss signal generation unit 36 of the secondary cache memory 11 outputs the cache read miss signal 38 to output the address from the output address bus 62. Data read access (10
6) is performed.

【0101】そして、このデータリードアクセスに応じ
て主記憶103 から読み出されたデータは、データバス63
から2次キャッシュメモリ11へ転送されてそのラインバ
ッファ35に取り込まれ、2次キャッシュメモリ11の選択
されたエントリに登録されると同時に、バイパス経路64
からデータバス65へ出力されて1次キャッシュメモリ10
へ転送される。
The data read from the main memory 103 in response to this data read access is stored in the data bus 63.
From the secondary cache memory 11 to the line buffer 35, and is registered in the selected entry of the secondary cache memory 11 at the same time as the bypass path 64.
Output to the data bus 65 from the primary cache memory 10
Transferred to.

【0102】1次キャッシュメモリ10では、データバス
65から転送されてきたデータを選択されたエントリにそ
のラインバッファ35経由で登録すると同時に、バイパス
経路66からデータバス67へ出力してデータ処理装置100
へ転送する。このように1次キャッシュメモリ10及び2
次キャッシュメモリ11のいずれにおいてもキャッシュリ
ードミスした場合には、主記憶103 からリードされたデ
ータが1次,2次キャッシュメモリ10, 11の双方に登録
されてた上でデータ処理装置100 へ転送される。
In the primary cache memory 10, the data bus
The data transferred from 65 is registered in the selected entry via the line buffer 35, and at the same time, the data is output from the bypass path 66 to the data bus 67 to be output to the data processing device 100.
Transfer to. In this way, the primary cache memories 10 and 2
When a cache read miss occurs in any of the secondary cache memories 11, the data read from the main memory 103 is transferred to the data processing device 100 after being registered in both the primary and secondary cache memories 10 and 11. It

【0103】次に、1次キャッシュメモリ10に対するア
クセスでキャッシュリードミスしたが、2次キャッシュ
メモリ11に対するアクセスではキャッシュリードヒット
した場合について説明する。
Next, a case where a cache read miss occurs in the access to the primary cache memory 10 but a cache read hit occurs in the access to the secondary cache memory 11 will be described.

【0104】2次キャッシュメモリ11でキャッシュリー
ドヒットした場合、そのヒットデータ(A) 、即ち選択さ
れたエントリ90c のデータがキャッシュリードヒット信
号39により出力バッファ37に取り込まれる。そして、そ
のヒットデータ(A) はデータバス65を通じて1次キャッ
シュメモリ10へ転送される。
When a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11, the hit data (A), that is, the data of the selected entry 90c is fetched into the output buffer 37 by the cache read hit signal 39. Then, the hit data (A) is transferred to the primary cache memory 10 through the data bus 65.

【0105】これと同時に、2次キャッシュメモリ11の
キャッシュヒット/ミス信号生成部36からはインバリデ
ート信号41が2次キャッシュメモリ11内のヒットデータ
(A)が登録されていたデータ部33のライン90c を無効化
するために出力され、対応するバリッドビット部32のバ
リッドビット90b がネゲートされる。これにより、ヒッ
トデータ(A) は1次キャッシュメモリ10にのみ存在する
ことになり、2次キャッシュメモリ11のデータ部33のヒ
ットデータ(A) が存在していたデータ部33の部分90c に
は、新たなデータを主記憶103 から登録することが可能
となる。
At the same time, the invalidate signal 41 from the cache hit / miss signal generator 36 of the secondary cache memory 11 is the hit data in the secondary cache memory 11.
(A) is output to invalidate the line 90c of the registered data part 33, and the valid bit 90b of the corresponding valid bit part 32 is negated. As a result, the hit data (A) exists only in the primary cache memory 10, and the hit data (A) in the data portion 33 of the secondary cache memory 11 exists in the portion 90c of the data portion 33 where the hit data (A) existed. It becomes possible to register new data from the main memory 103.

【0106】即ち、2次キャッシュメモリ11でキャッシ
ュリードヒットした場合は、1次キャッシュメモリ10に
のみそのヒットデータ(A) が登録され、2次キャッシュ
メモリ11には新たなデータを登録することが可能とな
る。従って、本発明のデータ処理システムでは、従来の
データ処理システムに比べてより多くのデータをキャッ
シュメモリ全体に登録することが可能となる。
That is, when a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11, the hit data (A) is registered only in the primary cache memory 10, and new data may be registered in the secondary cache memory 11. It will be possible. Therefore, in the data processing system of the present invention, more data can be registered in the entire cache memory as compared with the conventional data processing system.

【0107】なお、上述のようにして2次キャッシュメ
モリ11でキャッシュリードヒットしてヒットデータ(A)
が1次キャッシュメモリ10へ転送されると、1次キャッ
シュメモリ10ではそのラインバッファ35を経由して選択
されたエントリにデータを登録すると同時に、バイパス
経路66からデータバス67へ出力しデータ処理装置100へ
転送する。
As described above, the cache read hit in the secondary cache memory 11 causes the hit data (A).
Is transferred to the primary cache memory 10, the primary cache memory 10 registers the data in the selected entry via the line buffer 35, and at the same time, outputs the data from the bypass path 66 to the data bus 67 and outputs the data processing device. Transfer to 100.

【0108】次に1次キャッシュメモリ10に対するアク
セスに際してキャッシュリードヒットした場合について
説明する。1次キャッシュメモリ10でキャッシュリード
ヒットした場合には、選択されたエントリのデータがキ
ャッシュリードヒット信号39により出力バッファ37に取
り込まれてデータ処理装置100 へ転送される。この場合
には、1次キャッシュメモリ10から2次キャッシュメモ
リ11に対するデータリードアクセスは行われない。
Next, a case where a cache read hit occurs when accessing the primary cache memory 10 will be described. When there is a cache read hit in the primary cache memory 10, the data of the selected entry is taken into the output buffer 37 by the cache read hit signal 39 and transferred to the data processing device 100. In this case, data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 is not performed.

【0109】次に、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合について説明する。
1次,2次キャッシュメモリ10, 11共にライトスルー方
式である場合は、データライトアクセスはキャッシュラ
イトヒット/ミスにかかわらず1次,2次キャッシュメ
モリ10, 11の双方に対して実行される。
Next, a case where a data write access request is generated in the data processing device 100 will be described.
When both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are of the write-through type, data write access is executed to both the primary and secondary cache memories 10 and 11 regardless of cache write hit / miss.

【0110】このため、データライトのためのアドレス
は、アドレスバス60→61→62の経路で1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11の双方に入力される。また、両キャッ
シュメモリ10, 11を更新するためのデータは、データバ
スとバイパス経路とを通じて転送される。即ち、参照符
号67→66→65→64→63の経路で転送され、1次,2次キ
ャッシュメモリ10, 11のラインバッファ35にそれぞれ一
旦保持される。
Therefore, the address for data write is input to both the primary and secondary cache memories 10 and 11 via the route of the address bus 60 → 61 → 62. Further, the data for updating both cache memories 10 and 11 is transferred through the data bus and the bypass path. That is, the reference numerals 67, 66, 65, 65, 64, and 63 are transferred, and temporarily stored in the line buffers 35 of the primary and secondary cache memories 10 and 11, respectively.

【0111】そして1次,2次キャッシュメモリ10, 11
でキャッシュライトヒットすれば、それぞれのラインバ
ッファ35に保持されているデータがキャッシュライトヒ
ット信号40によりタグと共に両キャッシュメモリ10, 11
に登録される。更に、データライトアクセスは、2次キ
ャッシュメモリ11から出力されたアドレスとデータとに
より主記憶103 に対しても実行される。
The primary and secondary cache memories 10, 11
If a cache write hit occurs at, the data held in the respective line buffers 35 will be sent together with the tag by the cache write hit signal 40 to both cache memories 10, 11.
Be registered with. Further, the data write access is also executed to the main memory 103 by the address and the data output from the secondary cache memory 11.

【0112】図4のブロック図に、図1に示されている
本発明のデータ処理システムの第1の発明を実現するた
めの他の実施例を示す。図1に示されている本発明のデ
ータ処理システムでは、2次キャッシュメモリにおいて
キャッシュリードヒットした際にヒットデータが登録さ
れていたデータ部33のデータラインを無効化するための
手段、即ちインバリデート信号41を発生するキャッシュ
ヒット/ミス信号生成部36を2次キャッシュメモリ自身
に内蔵している。
The block diagram of FIG. 4 shows another embodiment for realizing the first invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. In the data processing system of the present invention shown in FIG. 1, means for invalidating the data line of the data section 33 in which the hit data is registered when the cache read hit occurs in the secondary cache memory, that is, invalidate A cache hit / miss signal generator 36 for generating the signal 41 is built in the secondary cache memory itself.

【0113】それに対して図4のブロック図に示す実施
例では、図1に示されているデータ処理システムと同一
の機能を実現するために、従来と同様の2次キャッシュ
メモリ102 に外部回路を備えている。具体的には、図24
に示されている従来同様のデータ処理システムに加え
て、図4に示されている本発明の第1の発明の第2の実
施例では、2次キャッシュメモリインバリデート回路2
を備えている。他の構成は図24に示されている従来のデ
ータ処理システムと同様である。
On the other hand, in the embodiment shown in the block diagram of FIG. 4, in order to realize the same function as that of the data processing system shown in FIG. 1, an external circuit is provided in the secondary cache memory 102 similar to the conventional one. I have it. Specifically, Figure 24
In addition to the conventional data processing system shown in FIG. 4, in the second embodiment of the first invention of the present invention shown in FIG. 4, the secondary cache memory invalidate circuit 2
Is equipped with. Other configurations are similar to those of the conventional data processing system shown in FIG.

【0114】2次キャッシュメモリインバリデート回路
2は1次キャッシュメモリ101 と2次キャッシュメモリ
101 との間を接続するデータバス61にデータバス3で接
続されている。また、2次キャッシュメモリインバリデ
ート回路2は、2次キャッシュメモリ102 からはそのキ
ャッシュヒット/ミス信号生成部36がキャッシュリード
ヒット信号39を出力した場合にそれをヒット信号5とし
て受け取り、インバリデート信号4を2次キャッシュメ
モリ102 へ出力する。
The secondary cache memory invalidate circuit 2 includes a primary cache memory 101 and a secondary cache memory.
The data bus 61 is connected to the data bus 101 by the data bus 3. The secondary cache memory invalidate circuit 2 receives the cache read / hit signal 39 from the secondary cache memory 102 as the hit signal 5 when the cache hit / miss signal generator 36 outputs the cache read / hit signal 39, and receives the invalid signal. 4 is output to the secondary cache memory 102.

【0115】以下、図4のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第1の発明の第2の実施例
の動作について説明する。
The operation of the second embodiment of the first invention of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 4 will be described below.

【0116】図4に示されている2次キャッシュメモリ
インバリデート回路2は、2次キャッシュメモリ102 が
ヒットした場合にのみ動作する。それ以外の場合の動作
は従来のデータ処理システムと同様である。データ処理
装置100 においてデータリードアクセス要求が発生した
場合、まず1次キャッシュメモリ101 に対してデータリ
ードアクセス(104) が行われる。そして、1次キャッシ
ュメモリ101 においてキャッシュミスが発生した場合、
2次キャッシュメモリ102 に対してデータリードアクセ
ス(105) が行われる。
The secondary cache memory invalidate circuit 2 shown in FIG. 4 operates only when the secondary cache memory 102 is hit. In other cases, the operation is similar to that of the conventional data processing system. When a data read access request is generated in the data processing device 100, a data read access (104) is first performed to the primary cache memory 101. When a cache miss occurs in the primary cache memory 101,
A data read access (105) is made to the secondary cache memory 102.

【0117】この2次キャッシュメモリ102 に対するデ
ータリードアクセス(105) がキャッシュリードヒットし
た場合に、2次キャッシュメモリインバリデート回路2
はそのキャッシュヒット/ミス信号生成部36から出力さ
れるヒット信号5を受け取ると共に、その時点で1次キ
ャッシュメモリ101 からデータバス61を介して2次キャ
ッシュメモリ102 へ出力されているアドレスをアドレス
バス3を介して取り込む。そして、2次キャッシュメモ
リ102 がヒットデータ(A) を1次キャッシュメモリへ転
送(111) した後に、2次キャッシュメモリインバリデー
ト回路2はインバリデート信号4とアドレス3とを2次
キャッシュメモリ102 へ出力する。
When the data read access (105) to the secondary cache memory 102 results in a cache read hit, the secondary cache memory invalidate circuit 2
Receives the hit signal 5 output from the cache hit / miss signal generation unit 36, and at the same time outputs the address output from the primary cache memory 101 to the secondary cache memory 102 via the data bus 61 to the address bus. Take in via 3. Then, after the secondary cache memory 102 transfers (111) the hit data (A) to the primary cache memory, the secondary cache memory invalidate circuit 2 sends the invalidate signal 4 and the address 3 to the secondary cache memory 102. Output.

【0118】このインバリデート信号4とアドレス3と
が与えられることにより、2次キャッシュメモリ102
は、自身のデータ部33内のヒットデータの登録されてい
たラインを無効化する。このような動作により、図4の
ブロック図に示されている本発明のデータ処理システム
の第1の発明の第2の実施例では、図1に示されている
実施例と同様の動作を行うことが出来る。
By providing this invalidate signal 4 and address 3, the secondary cache memory 102
Invalidates the line registered with the hit data in its own data section 33. With such operations, the second embodiment of the first invention of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 4 performs the same operation as the embodiment shown in FIG. You can

【0119】図1及び図2, 図3に示されている第1の
実施例では、2次キャッシュメモリ11内のキャッシュヒ
ット/ミス信号生成部36を従来とは異なる構成とする必
要があるため、2次キャッシュメモリ11として新たなキ
ャッシュメモリを作成する必要があるが、図4に示され
ている本発明のデータ処理システムの第1の発明の第2
の実施例では、2次キャッシュメモリ自体は従来の2次
キャッシュメモリ102と同一構成のキャッシュメモリを
使用することが出来る。
In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 and 3, the cache hit / miss signal generator 36 in the secondary cache memory 11 needs to have a configuration different from the conventional one. Although it is necessary to create a new cache memory as the secondary cache memory 11, the second invention of the first invention of the data processing system of the present invention shown in FIG.
In this embodiment, as the secondary cache memory itself, a cache memory having the same structure as the conventional secondary cache memory 102 can be used.

【0120】図5のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第2の発明の実施例としての2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図5において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続された2次
キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメモリ11に
接続された主記憶をそれぞれ示している。
The block diagram of FIG. 5 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the second invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 5, reference numeral 100 indicates a data processing device,
10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, and 103 is a main memory connected to the secondary cache memory 11. There is.

【0121】以下、図5のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第2の発明の実施例の動作
について説明する。データ処理装置100 においてデータ
リードアクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシ
ュメモリ10に対してデータリードアクセス(104) が行わ
れる。そして、1次キャッシュメモリ10においてキャッ
シュミスが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から
2次キャッシュメモリ11に対してデータリードアクセス
(105) が行われる。更に2次キャッシュメモリ11におい
てもキャッシュミスが発生した場合、2次キャッシュメ
モリ11から主記憶103 に対してデータリードアクセス(1
06) が行われる。
The operation of the second embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 5 will be described below. When a data read access request occurs in the data processing device 100, first, a data read access (104) is performed to the primary cache memory 10. When a cache miss occurs in the primary cache memory 10, data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 is performed.
(105) is performed. When a cache miss also occurs in the secondary cache memory 11, a data read access (1
06) is performed.

【0122】このデータリードアクセス要求により主記
憶103 から読み出されたデータは2次キャッシュメモリ
11に転送・登録(112) され、更に1次キャッシュメモリ
10に転送・登録(111) された上でデータ処理装置100 へ
転送(110) される。ここで、図5に示されている本発明
のデータ処理システムの第2の発明の動作が従来のデー
タ処理システムと異なる点は、1次キャッシュメモリ10
に新たなデータを登録するメモリ空間が既に存在しない
場合、換言すれば1次キャッシュメモリ10内の全てのウ
ェイのアクセスラインが埋まっている場合の動作であ
る。
The data read from the main memory 103 by this data read access request is stored in the secondary cache memory.
Transferred to 11 and registered (112), and further primary cache memory
The data is transferred and registered (111) in 10 and then transferred (110) to the data processing device 100. Here, the operation of the second invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 5 is different from that of the conventional data processing system in that the primary cache memory 10
This is an operation when a memory space for registering new data does not exist in other words, in other words, when the access lines of all the ways in the primary cache memory 10 are filled.

【0123】即ち、要求されたデータがキャッシュメモ
リ全体、換言すれば1次キャッシュメモリ10及び2次キ
ャッシュメモリ11のいずれにも登録されていなくて主記
憶103 からデータリードが行われる場合に、1次キャッ
シュメモリ10ではデータ登録可能なメモリ空間が存在し
なければそのデータは登録されない。
That is, if the requested data is not registered in the entire cache memory, in other words, neither the primary cache memory 10 nor the secondary cache memory 11 and data is read from the main memory 103, 1 If there is no memory space in which data can be registered in the next cache memory 10, the data will not be registered.

【0124】また、2次キャッシュメモリ11に対するデ
ータリードアクセス(105) によりキャッシュヒットした
場合には、そのヒットデータは1次キャッシュメモリ10
に転送・登録(111) された上でデータ処理装置100 へ転
送(110) される。この際、主記憶103 へのデータリード
アクセスは行われない。また、1次キャッシュメモリ10
に対するデータリードアクセス(104) によりキャッシュ
ヒットした場合には、そのヒットデータはそのままデー
タ処理装置100へ転送(110) される。この場合、2次キ
ャッシュメモリ11及び主記憶103 に対するデータリード
アクセスは行われない。
When a cache hit is caused by the data read access (105) to the secondary cache memory 11, the hit data is the primary cache memory 10.
The data is transferred / registered (111) to and then transferred (110) to the data processing device 100. At this time, no data read access to the main memory 103 is performed. In addition, the primary cache memory 10
When there is a cache hit by the data read access (104) to the, the hit data is transferred (110) to the data processing device 100 as it is. In this case, data read access to the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0125】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be written. Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0126】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で転送
される。そして、1次,2次キャッシュメモリ10, 11、
更に主記憶103 でキャッシュライトヒットした場合には
データの更新、即ちキャッシュメモリ内のヒットデータ
がデータ処理装置100 から転送されてきたデータによっ
て上書きされる処理が実行される。このような処理によ
り、ライトスルー方式のキャッシュメモリでは、データ
の一貫性が維持される。
The data written at this time is transferred from the data processing device 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109. Then, the primary and secondary cache memories 10, 11,
Further, when a cache write hit occurs in the main memory 103, data update, that is, the hit data in the cache memory is overwritten by the data transferred from the data processor 100 is executed. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0127】図6, 図7に、図5に示されている本発明
のデータ処理システムの第2の発明の1次キャッシュメ
モリ10と2次キャッシュメモリ11とを接続した場合の回
路構成例のブロック図を示す。なお、図6においてはデ
ータ処理装置100 と2次キャッシュメモリ11との間に接
続されている1次キャッシュメモリ10が、図7において
は主記憶103 と1次キャッシュメモリ10との間に接続さ
れている2次キャッシュメモリ11がそれぞれ示されてい
る。
FIG. 6 and FIG. 7 show examples of circuit configurations when the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 of the second invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 5 are connected. A block diagram is shown. The primary cache memory 10 connected between the data processing device 100 and the secondary cache memory 11 in FIG. 6 is connected between the main memory 103 and the primary cache memory 10 in FIG. The respective secondary cache memories 11 are shown.

【0128】図6, 図7に示されている1次キャッシュ
メモリ10及び2次キャッシュメモリ11が従来の構成と異
なる点は、1次キャッシュメモリ10のデータ部33にライ
ンフルビット42が備えられている点である。このライン
フルビット42は、1次キャッシュメモリ10のデータ部33
の各ラインについてそれぞれが全て登録されたデータで
既に埋まっているか否かを示す。そして、ラインフルビ
ット42の全てがイネーブルであれば、換言すればデータ
部33の一つのウェイが登録された有効なデータで全て埋
まっていれば、イネーブルのラインフル信号43がキャッ
シュヒット/ミス信号生成部36へ出力される。
The primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 6 and 7 differ from the conventional configuration in that the data section 33 of the primary cache memory 10 is provided with the line full bit 42. That is the point. This line full bit 42 is used for the data section 33 of the primary cache memory 10.
It indicates whether or not each line is already filled with the registered data. If all the line full bits 42 are enabled, in other words, if one way of the data section 33 is completely filled with valid data registered, the enable line full signal 43 is the cache hit / miss signal. It is output to the generation unit 36.

【0129】また図6, 図7においては、2次キャッシ
ュメモリ11がキャッシュミスした場合にそのキャッシュ
ヒット/ミス信号生成部36から出力されるキャッシュミ
ス信号38が1次キャッシュメモリ10のキャッシュヒット
/ミス信号生成部36に入力されている。
In FIGS. 6 and 7, when a cache miss occurs in the secondary cache memory 11, the cache miss signal 38 output from the cache hit / miss signal generation unit 36 indicates that the cache hit / miss of the primary cache memory 10 It is input to the miss signal generation unit 36.

【0130】次に、図5及び図6, 図7に示されている
本発明のデータ処理システムの第2の発明の実施例の動
作、特にキャッシュメモリの動作について説明する。
Next, the operation of the second embodiment of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 5, 6 and 7 and particularly the operation of the cache memory will be described.

【0131】データ処理装置100 から入力されるデータ
リードアクセス(104) に対して1次キャッシュメモリ10
内にそのデータが登録されていない場合、1次キャッシ
ュメモリ10は2次キャッシュメモリ11に対してデータリ
ードアクセス(105) を出力する。2次キャッシュメモリ
11内にもそのデータが登録されていない場合、2次キャ
ッシュメモリ11は主記憶103 に対してデータリードアク
セス(106) を出力する。同時に2次キャッシュメモリ11
で発生したキャッシュリードミス信号38は、1次キャッ
シュメモリ10のキャッシュヒット/ミス信号生成部36に
入力される。
For the data read access (104) input from the data processing device 100, the primary cache memory 10
If the data is not registered therein, the primary cache memory 10 outputs a data read access (105) to the secondary cache memory 11. Secondary cache memory
If the data is not registered in 11 either, the secondary cache memory 11 outputs a data read access (106) to the main memory 103. Secondary cache memory 11 at the same time
The cache read miss signal 38 generated in step 1 is input to the cache hit / miss signal generator 36 of the primary cache memory 10.

【0132】この際、1次キャッシュメモリ10のライン
フルビット42はラインフル信号43として1次キャッシュ
メモリ10のキャッシュヒット/ミス信号生成部36に入力
される。そして、1次キャッシュメモリ10のキャッシュ
ヒット/ミス信号生成部36ではこのラインフル信号43と
2次キャッシュメモリ11から出力されているキャッシュ
ミス信号38とがイネーブルであれば、主記憶103 から転
送されるデータを登録しない。即ち、主記憶103 からキ
ャッシュメモリ全体へのデータ登録処理過程において、
1次キャッシュメモリ10にデータ登録可能なメモリ容量
が存在しない場合は、1次キャッシュメモリ10に対して
はデータ登録は行われずに2次キャッシュメモリ11に対
してのみ行われる。
At this time, the line full bit 42 of the primary cache memory 10 is input as a line full signal 43 to the cache hit / miss signal generator 36 of the primary cache memory 10. If the line hit signal 43 and the cache miss signal 38 output from the secondary cache memory 11 are enabled, the cache hit / miss signal generator 36 of the primary cache memory 10 transfers them from the main memory 103. Data is not registered. That is, in the process of registering data from the main memory 103 to the entire cache memory,
If the primary cache memory 10 does not have a memory capacity capable of registering data, data is not registered in the primary cache memory 10 but only in the secondary cache memory 11.

【0133】従ってこの時点で、1次キャッシュメモリ
10に登録されていないデータが2次キャッシュメモリ11
に登録されることになり、キャッシュメモリ全体として
は2次キャッシュメモリ11の容量以上のデータを登録す
ることが可能となる。
Therefore, at this point, the primary cache memory
Data not registered in 10 is the secondary cache memory 11
Therefore, it is possible to register more data than the capacity of the secondary cache memory 11 in the cache memory as a whole.

【0134】なお、図5及び図6, 図7に示されている
本発明のデータ処理システムの第2の発明の上述以外の
動作は従来のデータ処理システムと同様である。
The operation of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 5, 6 and 7 other than the above-described operation of the second invention is the same as that of the conventional data processing system.

【0135】図8のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第3の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図8において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続された2次
キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメモリ11に
接続された主記憶それぞれをそれぞれ示す。
A block diagram of FIG. 8 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the third invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 8, reference numeral 100 indicates a data processing device,
Reference numeral 10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, and 103 is a main memory connected to the secondary cache memory 11. .

【0136】以下、図8のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第3の発明の実施例の動作
について説明する。データ処理装置100 においてデータ
リードアクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシ
ュメモリに対してデータリードアクセス(104) が行われ
る。そして、1次キャッシュメモリにおいてキャッシュ
ミスが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から2次
キャッシュメモリに対してデータリードアクセス(105)
が行われる。更に、2次キャッシュメモリにおいてもキ
ャッシュミスが発生した場合、2次キャッシュメモリ11
から主記憶103 に対してデータリードアクセス(106)が
行われる。
The operation of the third embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 8 will be described below. When a data read access request occurs in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory. When a cache miss occurs in the primary cache memory, a data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory (105)
Is done. Further, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory, the secondary cache memory 11
The data read access (106) is performed from the main memory 103.

【0137】この図8に示されている本発明のデータ処
理システムの第3の発明が従来のデータ処理システムと
異なる動作を行うのは、主記憶103 からキャッシュメモ
リ全体へデータを登録する場合である。即ち、1次キャ
ッシュメモリ10中に主記憶103 から転送されてきたデー
タを登録するためのメモリ空間が存在する場合は、その
データは2次キャッシュメモリ11には転送・登録されず
に1次キャッシュメモリ10にのみ転送・登録(9) され
る。一方、1次キャッシュメモリ10にデータを登録する
ためのメモリ空間が存在しない場合は、そのデータは1
次キャッシュメモリ10には転送・登録されずに2次キャ
ッシュメモリ11にのみ転送・登録(112) される。
The third aspect of the data processing system of the present invention shown in FIG. 8 operates differently from the conventional data processing system when data is registered from the main memory 103 to the entire cache memory. is there. That is, when the primary cache memory 10 has a memory space for registering the data transferred from the main memory 103, the data is not transferred or registered in the secondary cache memory 11 and is not registered in the primary cache memory 11. Only transferred to memory 10 and registered (9). On the other hand, when there is no memory space for registering data in the primary cache memory 10, the data is 1
The data is not transferred / registered in the next cache memory 10 but transferred / registered (112) only in the secondary cache memory 11.

【0138】また、2次キャッシュメモリ11に対するデ
ータリードアクセス(105) に際してキャッシュヒットし
た場合には、そのヒットデータは1次キャッシュメモリ
10に転送・登録(111) された上でデータ処理装置100 へ
転送(110) される。この際、主記憶103 へのデータリー
ドアクセスは行われない。また、1次キャッシュメモリ
10に対するデータリードアクセス(104) に際してキャッ
シュヒットした場合には、そのヒットデータはそのまま
データ処理装置100 へ転送(110) される。この際、2次
キャッシュメモリ11及び主記憶103 のいずれに対しても
データリードアクセスは行われない。
If a cache hit occurs during the data read access (105) to the secondary cache memory 11, the hit data is the primary cache memory.
The data is transferred and registered (111) in 10 and then transferred (110) to the data processing device 100. At this time, no data read access to the main memory 103 is performed. Also, the primary cache memory
If a cache hit occurs during the data read access (104) to 10, the hit data is transferred (110) to the data processing device 100 as it is. At this time, no data read access is made to either the secondary cache memory 11 or the main memory 103.

【0139】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be accessed. Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0140】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で転送
される。そして、1次,2次キャッシュメモリ10, 11、
更に主記憶103 でキャッシュライトヒットした場合に
は、データの更新、即ちキャッシュメモリ内のヒットし
たデータがデータ処理装置100 から転送されてきたデー
タによって上書きされる処理が実行される。このような
処理により、ライトスルー方式のキャッシュメモリで
は、データの一貫性が維持される。
The data written at this time is transferred from the data processing device 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109. Then, the primary and secondary cache memories 10, 11,
Further, when a cache write hit occurs in the main memory 103, a data update, that is, a process of overwriting the hit data in the cache memory with the data transferred from the data processing device 100 is executed. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0141】図9, 図10に、図8に示されている本発明
のデータ処理システムの第3の発明の1次キャッシュメ
モリ10と2次キャッシュメモリ11とを接続した場合の回
路構成例のブロック図を示す。なお、図9においてはデ
ータ処理装置100 と2次キャッシュメモリ11との間に接
続されている1次キャッシュメモリ10が、図10において
は主記憶103 と1次キャッシュメモリ10との間に接続さ
れている2次キャッシュメモリ11がそれぞれ示されてい
る。
FIGS. 9 and 10 show an example of the circuit configuration when the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 of the third invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 8 are connected. A block diagram is shown. The primary cache memory 10 connected between the data processing device 100 and the secondary cache memory 11 in FIG. 9 is connected between the main memory 103 and the primary cache memory 10 in FIG. The respective secondary cache memories 11 are shown.

【0142】図9, 図10に示されている1次キャッシュ
メモリ10及び2次キャッシュメモリ11が従来の構成と異
なる点は、1次キャッシュメモリ10のデータ部33にライ
ンフルビット42が備えられている点である。このライン
フルビット42は、1次キャッシュメモリ10のデータ部33
の各ラインについてそれぞれが全て登録されたデータで
既に埋まっているか否かを示す。そして、前述の第2の
発明と異なる点は、ラインフルビット42の全てがイネー
ブルであれば、換言すればデータ部33の一つのウェイが
登録された有効なデータで全て埋まっていれば、イネー
ブルのラインフル信号43が1次キャッシュメモリ10及び
2次キャッシュメモリ11双方のキャッシュヒット/ミス
信号生成部36へ出力される点である。
The primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 9 and 10 are different from the conventional configuration in that the data section 33 of the primary cache memory 10 is provided with the line full bit 42. That is the point. This line full bit 42 is used for the data section 33 of the primary cache memory 10.
It indicates whether or not each line is already filled with the registered data. The difference from the above-described second invention is that if all the line full bits 42 are enabled, in other words, if one way of the data section 33 is completely filled with registered valid data, the enable is enabled. Is output to the cache hit / miss signal generation unit 36 of both the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11.

【0143】次に、図8及び図9, 図10に示されている
本発明のデータ処理システムの第3の発明の実施例の動
作、特にキャッシュメモリの動作について説明する。
Next, the operation of the third embodiment of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 8 and 9 and 10, particularly the operation of the cache memory, will be described.

【0144】データ処理装置100 から入力されるデータ
リードアクセス(104) に対して1次キャッシュメモリ10
内にそのデータが登録されていない場合、1次キャッシ
ュメモリ10は2次キャッシュメモリ11に対してデータリ
ードアクセス(105) を出力する。2次キャッシュメモリ
11内にもそのデータが登録されていない場合、2次キャ
ッシュメモリ11は主記憶103 に対してデータリードアク
セス(106) を出力する。この際、1次キャッシュメモリ
10のラインフルビット42がセットされておらずラインフ
ル信号43がディセーブルであれば、1次キャッシュメモ
リ10ではキャッシュヒット/ミス信号生成部36がそのラ
インフル信号43を検知してデータ登録を実行する。それ
に対して2次キャッシュメモリ11では、キャッシュヒッ
ト/ミス信号生成部36がラインフル信号43がディセーブ
ルであることを検知してデータ登録を実行しない。
For the data read access (104) input from the data processing device 100, the primary cache memory 10
If the data is not registered therein, the primary cache memory 10 outputs a data read access (105) to the secondary cache memory 11. Secondary cache memory
If the data is not registered in 11 either, the secondary cache memory 11 outputs a data read access (106) to the main memory 103. At this time, the primary cache memory
If the line full bit 42 of 10 is not set and the line full signal 43 is disabled, in the primary cache memory 10, the cache hit / miss signal generation unit 36 detects the line full signal 43 and registers the data. Run. On the other hand, in the secondary cache memory 11, the cache hit / miss signal generator 36 detects that the line-full signal 43 is disabled and does not execute data registration.

【0145】一方、1次キャッシュメモリ10のラインフ
ルビット42がセットされておりラインフル信号43がイネ
ーブルである場合は、1次キャッシュメモリ10ではデー
タ登録が実行されないが、2次キャッシュメモリ11では
データ登録が実行される。即ち、主記憶103 からのデー
タ登録は、1次キャッシュメモリ10にデータ登録のメモ
リ容量が存在する場合は1次キャッシュメモリ10に対し
てのみ実行され、1次キャッシュメモリ10にデータ登録
のメモリ容量が存在しない場合は2次キャッシュメモリ
11に対してのみ実行される。
On the other hand, when the line full bit 42 of the primary cache memory 10 is set and the line full signal 43 is enabled, data registration is not executed in the primary cache memory 10, but in the secondary cache memory 11. Data registration is executed. That is, data registration from the main memory 103 is executed only for the primary cache memory 10 when the primary cache memory 10 has a memory capacity for data registration, and the memory capacity for data registration in the primary cache memory 10 is executed. Second-level cache memory if no
Only executed for 11.

【0146】従ってこの時点で、1次キャッシュメモリ
10に登録されていないデータが2次キャッシュメモリ11
に登録されることになり、キャッシュメモリ全体として
は2次キャッシュメモリ11の容量以上のデータを登録す
ることが可能となる。
Therefore, at this point, the primary cache memory
Data not registered in 10 is the secondary cache memory 11
Therefore, it is possible to register more data than the capacity of the secondary cache memory 11 in the cache memory as a whole.

【0147】なお、図8及び図9, 図10に示されている
本発明のデータ処理システムの第3の発明の上述以外の
動作は従来のデータ処理システムと同様である。
The operation of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 8, 9 and 10 is the same as that of the conventional data processing system except the above-mentioned operation of the third invention.

【0148】図11のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第4の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図11において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続された2次
キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメモリ11に
接続された主記憶それぞれをそれぞれ示す。
A block diagram of FIG. 11 shows an example of the configuration of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the fourth invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 11, reference numeral 100 indicates a data processing device,
Reference numeral 10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, and 103 is a main memory connected to the secondary cache memory 11. .

【0149】以下、図11のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第4の発明の実施例の動作
について説明する。
The operation of the fourth embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 11 will be described below.

【0150】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシュメモ
リ10に対してデータリードアクセス(104) が行われる。
そして、1次キャッシュメモリ10においてキャッシュミ
スが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から2次キ
ャッシュメモリ11に対してデータリードアクセス(105)
が行われる。更に、2次キャッシュメモリ11においても
キャッシュミスが発生した場合、2次キャッシュメモリ
11から主記憶103 に対してデータリードアクセス(106)
が行われる。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory 10.
When a cache miss occurs in the primary cache memory 10, a data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 (105)
Is done. Further, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory 11, the secondary cache memory
Data read access from main memory 103 from 11 (106)
Is done.

【0151】そして、そのデータリードアクセス(106)
に対して主記憶103 から読み出されたデータは、2次キ
ャッシュメモリ11には登録されず1次キャッシュメモリ
10にのみ転送・登録(9) された上でデータ処理装置100
へ転送(110) される。
Then, the data read access (106)
However, the data read from the main memory 103 is not registered in the secondary cache memory 11 and the primary cache memory
Data processing device 100 after being transferred and registered (9) only to 10
Transferred to (110).

【0152】この一連の処理において、2次キャッシュ
メモリ11に対するデータリードアクセス(105) に際して
キャッシュヒットした場合、そのヒットデータは2次キ
ャッシュメモリ11から1次キャッシュメモリ10に転送・
登録(111) された上でデータ処理装置100 へ転送(110)
される。この際、主記憶103 に対するデータリードアク
セスは行われない。
In this series of processing, if a cache hit occurs during the data read access (105) to the secondary cache memory 11, the hit data is transferred from the secondary cache memory 11 to the primary cache memory 10.
Registered (111) and transferred to the data processor 100 (110)
To be done. At this time, the data read access to the main memory 103 is not performed.

【0153】一方、1次キャッシュメモリ10に対するデ
ータリードアクセス(104) に際してキャッシュヒットし
た場合、そのヒットデータは1次キャッシュメモリ10か
らそのままデータ処理装置100 へ転送(110) される。こ
の際、2次キャッシュメモリ11及び主記憶103 に対する
データリードアクセスは行われない。
On the other hand, if a cache hit occurs in the data read access (104) to the primary cache memory 10, the hit data is transferred (110) from the primary cache memory 10 to the data processing device 100 as it is. At this time, the data read access to the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0154】また主記憶103 から1次キャッシュメモリ
10へデータを直接転送・登録(9) する際に、1次キャッ
シュメモリ10に登録不可能なデータが発生した場合は、
そのデータは1次キャッシュメモリ10から2次キャッシ
ュメモリ11へ転送・登録(8)される。
From the main memory 103 to the primary cache memory
When data that cannot be registered in the primary cache memory 10 occurs when data is transferred directly to 10 and registered (9),
The data is transferred / registered (8) from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11.

【0155】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processor 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0156】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で1
次,2次キャッシュメモリ10, 11、更に主記憶103 へ転
送される。このような処理により、ライトスルー方式の
キャッシュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data written at this time is 1 from the data processing device 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109.
The data is transferred to the secondary and secondary cache memories 10 and 11, and further to the main memory 103. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0157】この図11に示されている本発明のデータ処
理システムの第4の発明では、以上に説明したように、
主記憶103 のデータの内の1次キャッシュメモリ10の容
量分のデータコピーの一部113 がまず1次キャッシュメ
モリ10に登録される。そして1次キャッシュメモリ10の
容量全てにデータが登録された後に主記憶103 のデータ
の2次キャッシュメモリ11の容量分のデータコピー112
がが2次キャッシュメモリ11に登録される。
In the fourth invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 11, as described above,
Of the data in the main memory 103, a part 113 of the data copy corresponding to the capacity of the primary cache memory 10 is first registered in the primary cache memory 10. Then, after the data is registered in all the capacity of the primary cache memory 10, the data copy 112 of the capacity of the secondary cache memory 11 of the data in the main memory 103
Is registered in the secondary cache memory 11.

【0158】このようなデータアクセスの手順を採るこ
とにより、1次,2次キャッシュ10, 11全体としては、
重複して登録されるデータを極力少なくすることが可能
となる。
By adopting such a data access procedure, the primary and secondary caches 10 and 11 as a whole are
It is possible to reduce the number of redundantly registered data as much as possible.

【0159】図12, 13に、図11に示されている本発明の
データ処理システムの第4の発明の1次キャッシュメモ
リ10と2次キャッシュメモリ11とを接続した場合の回路
構成例のブロック図を示す。なお、図12においてはデー
タ処理装置100 と2次キャッシュメモリ11との間に接続
されている1次キャッシュメモリ10が、図13においては
主記憶103 と1次キャッシュメモリ10との間に接続され
ている2次キャッシュメモリ11がそれぞれ示されてい
る。
12 and 13 are blocks of a circuit configuration example when the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 of the fourth invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 11 are connected. The figure is shown. The primary cache memory 10 connected between the data processing device 100 and the secondary cache memory 11 in FIG. 12 is connected between the main memory 103 and the primary cache memory 10 in FIG. The respective secondary cache memories 11 are shown.

【0160】図12, 13に示されている1次キャッシュメ
モリ10及び2次キャッシュメモリ11が従来の構成と異な
る点は、1次キャッシュメモリ10及び2次キャッシュメ
モリ11の双方に出力バッファ制御回路45が備えられてい
る点である。この出力バッファ制御回路45は出力バッフ
ァ37に取り込まれたデータをデータバス65, 67へ出力す
るか否かを制御する。
The primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 12 and 13 differ from the conventional configuration in that both the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 have an output buffer control circuit. 45 is provided. The output buffer control circuit 45 controls whether or not the data taken in the output buffer 37 is output to the data buses 65 and 67.

【0161】また、図12, 13に示されている1次キャッ
シュメモリ10及び2次キャッシュメモリ11では、従来は
参照符号36で示されていたキャッシュヒット/ミス信号
生成部が参照符号44で示されている。このキャッシュヒ
ット/ミス信号生成部44は、キャッシュミス発生時にそ
のデータ部33のラインがフルであればそのライン上のあ
るデータを出力バッファに出力する機能を付加したもの
である。更に、図12, 13に示されている2次キャッシュ
メモリ11では、そのキャッシュヒット/ミス信号生成部
44から出力されるキャッシュミス信号47が1次キャッシ
ュメモリ10の出力バッファ制御回路45にも入力されてい
る。
Further, in the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 12 and 13, the cache hit / miss signal generation unit, which was conventionally indicated by reference numeral 36, is indicated by reference numeral 44. Has been done. The cache hit / miss signal generation unit 44 has a function of outputting certain data on the line to the output buffer if the line of the data unit 33 is full when a cache miss occurs. Further, in the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 12 and 13, the cache hit / miss signal generator
The cache miss signal 47 output from 44 is also input to the output buffer control circuit 45 of the primary cache memory 10.

【0162】次に、図11及び図12, 13に示されている本
発明のデータ処理システムの第4の発明の実施例の動
作、特にキャッシュメモリの動作について説明する。
Next, the operation of the fourth embodiment of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 11 and 12 and 13, particularly the operation of the cache memory, will be described.

【0163】本発明のデータ処理システムでは、データ
処理装置100 からのデータリードアクセスに対して1
次,2次キャッシュメモリ10, 11内にデータが登録され
ていない場合に、主記憶103 からデータが登録されるの
は1次キャッシュメモリ10のみである。即ち、1次キャ
ッシュメモリ10においてキャッシュミスが発生した場
合、キャッシュヒット/ミス信号生成部44から出力され
るキャッシュミス信号47によりラインバッファ35等のデ
ータをキャッシュメモリに登録する。この際、2次キャ
ッシュメモリ11では、キャッシュヒット/ミス信号生成
部44からキャッシュ登録用の信号は出力されず、キャッ
シュメモリへのデータの登録は行われない。
In the data processing system of the present invention, 1 is set for data read access from the data processing device 100.
When the data is not registered in the secondary and secondary cache memories 10 and 11, only the primary cache memory 10 registers the data from the main memory 103. That is, when a cache miss occurs in the primary cache memory 10, the data of the line buffer 35 or the like is registered in the cache memory by the cache miss signal 47 output from the cache hit / miss signal generator 44. At this time, in the secondary cache memory 11, no signal for cache registration is output from the cache hit / miss signal generation unit 44, and data is not registered in the cache memory.

【0164】また、本実施例の1次キャッシュメモリ10
では、主記憶103 から直接転送されてきたデータをライ
ンバッファ35を通じて登録する際に登録しきれないデー
タが発生した場合、即ち4ウェイ共に同一ラインにデー
タが登録されている場合は、その登録しきれないデータ
が出力バッファ37へ転送されて一旦保持される。出力バ
ッファ37に保持されたデータは、データバス67へ出力さ
れ、更にバイパス経路66, データバス65, バイパス経路
64, データバス63を経て2次キャッシュメモリ11のライ
ンバッファ35へてんそうされる。
Also, the primary cache memory 10 of this embodiment is
Then, if data that cannot be registered occurs when registering the data transferred directly from the main memory 103 through the line buffer 35, that is, if data is registered on the same line in all four ways, register the data. The data that cannot be transferred is transferred to the output buffer 37 and temporarily held. The data held in the output buffer 37 is output to the data bus 67, and further the bypass path 66, the data bus 65, and the bypass path.
The data is transferred to the line buffer 35 of the secondary cache memory 11 via the data bus 64 and the data bus 63.

【0165】1次キャッシュメモリ10の出力バッファ37
からデータをデータバス67へ出力する制御は出力バッフ
ァ制御回路45により実行される。出力バッファ制御回路
45はタイミングを見計らって、即ち主記憶103 から転送
されてきたデータが1次キャッシュメモリ10に登録され
る処理とバスの競合が生じないタイミングでデータライ
トアクセス信号48, 49を出力する。これにより、出力バ
ッファ45に保持されているデータがデータバス67へ出力
されると同時に、上述の経路で2次キャッシュメモリ11
のラインバッファ35へ転送されて2次キャッシュメモリ
11に登録される。
Output buffer 37 of primary cache memory 10
The output buffer control circuit 45 controls the output of the data from the output to the data bus 67. Output buffer control circuit
The reference numeral 45 outputs the data write access signals 48, 49 at the timing, that is, at the timing at which there is no conflict with the process in which the data transferred from the main memory 103 is registered in the primary cache memory 10. As a result, the data held in the output buffer 45 is output to the data bus 67, and at the same time, the secondary cache memory 11 is routed through the above-mentioned path.
Is transferred to the line buffer 35 of the secondary cache memory
Registered in 11.

【0166】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセスに際して、アクセス対象のデータが1次キ
ャッシュメモリ10には登録されていないが2次キャッシ
ュメモリ11には登録されている場合、2次キャッシュメ
モリ11のキャッシュヒット/ミス信号生成部44からキャ
ッシュヒット信号46が出力されて2次キャッシュメモリ
11のデータ部33から出力バッファ37にデータが出力され
て一旦保持される。そして、この2次キャッシュメモリ
11の出力バッファ37に保持されているデータは、2次キ
ャッシュメモリ11の出力バッファ制御回路45から出力さ
れる信号49によりデータバス65へ出力されて1次キャッ
シュメモリ10のラインバッファ35に保持された後、1次
キャッシュメモリ10に登録されると共に、バイパス経路
66からデータバス67を通じてデータ処理装置100 へ転送
される。
When data read access from the data processing device 100 is performed, if the data to be accessed is not registered in the primary cache memory 10 but registered in the secondary cache memory 11, the secondary cache memory The cache hit signal 46 is output from the cache hit / miss signal generation unit 44 of 11 and the secondary cache memory
Data is output from the data unit 33 of 11 to the output buffer 37 and is temporarily held. And this secondary cache memory
The data held in the output buffer 37 of 11 is output to the data bus 65 by the signal 49 output from the output buffer control circuit 45 of the secondary cache memory 11 and held in the line buffer 35 of the primary cache memory 10. After being registered in the primary cache memory 10, the bypass route
The data is transferred from 66 to the data processing device 100 through the data bus 67.

【0167】また、データ処理装置100 においてデータ
リードアクセス要求が発生した際に、1次キャッシュメ
モリ10にアクセス対象のデータが登録されている場合、
1次キャッシュメモリ10のキャッシュヒット/ミス信号
生成部44からキャッシュヒット信号46が出力されて1次
キャッシュメモリ10のデータ部33から出力バッファ37に
データが出力されて一旦保持される。そして、この1次
キャッシュメモリ10の出力バッファ37に保持されている
データは、1次キャッシュメモリ10の出力バッファ制御
回路45から出力される信号49によりデータバス67へ出力
されてそのままデータ処理装置100 へ転送される。
When the data read access request is issued in the data processing device 100 and the data to be accessed is registered in the primary cache memory 10,
The cache hit / miss signal generation unit 44 of the primary cache memory 10 outputs the cache hit signal 46, and the data unit 33 of the primary cache memory 10 outputs the data to the output buffer 37, which temporarily holds the data. Then, the data held in the output buffer 37 of the primary cache memory 10 is output to the data bus 67 by the signal 49 output from the output buffer control circuit 45 of the primary cache memory 10, and the data processing device 100 as it is. Transferred to.

【0168】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合について説明する。
1次,2次キャッシュメモリ10, 11共にライトスルー方
式である場合は、キャッシュライトヒット/ミスにかか
わらず1次,2次キャッシュメモリ10, 11に対してデー
タライトアクセス(104, 105)が実行される。そのため、
データライトのためのアドレスは、アドレスバス60→61
→62の経路で1次,2次キャッシュ10,11、更に主記憶1
03 に入力される。
A case where a data write access request is issued in the data processing device 100 will be described.
When both primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type, data write access (104, 105) is executed to primary and secondary cache memories 10 and 11 regardless of cache write hit / miss. To be done. for that reason,
Address for data write is address bus 60 → 61
→ 62 routes, primary and secondary caches 10, 11 and main memory 1
Entered in 03.

【0169】また、キャッシュメモリに登録されるデー
タは、データバスとバイパス経路とを通じて転送され
る。即ち、データバス67→66→65→64→63の経路で入力
され、1次,2次キャッシュメモリ10, 11のラインバッ
ファ35にそれぞれ一旦保持される。そして1次,2次キ
ャッシュメモリ10, 11でキャッシュライトヒットした場
合には、ラインバッファ35に保持されているデータがタ
グと共にキャッシュライトヒット信号40によりそれぞれ
のキャッシュメモリ10, 11に登録される。更に、データ
ライトアクセスは、2次キャッシュメモリ11から出力さ
れたアドレスとデータとにより主記憶103 に対しても実
行(106) される。
The data registered in the cache memory is transferred through the data bus and the bypass path. That is, the data is input through the route of data bus 67 → 66 → 65 → 64 → 63 and temporarily stored in the line buffers 35 of the primary and secondary cache memories 10 and 11, respectively. When a cache write hit occurs in the primary and secondary cache memories 10 and 11, the data held in the line buffer 35 is registered in the cache memories 10 and 11 together with the tag by the cache write hit signal 40. Further, the data write access is also executed (106) to the main memory 103 by the address and the data output from the secondary cache memory 11.

【0170】この図11及び図12, 13に示されている本発
明のデータ処理システムの第4の発明では、上述の説明
のように、主記憶103 から最初にデータを取り込むのは
1次キャッシュメモリ10のみである。そして、容量の面
で1次キャッシュメモリ10に登録不可能となったデータ
がその後は2次キャッシュメモリ11に登録される。この
ため、2次キャッシュメモリ11でキャッシュヒットが発
生しない限り、1次,2次キャッシュメモリ10, 11に取
り込まれているデータは重複しない。但し、2次キャッ
シュメモリ11でキャッシュヒットが発生した場合、1次
キャッシュメモリ10にもそのヒットデータが登録される
ため、同一データの二重登録が発生する。
In the fourth invention of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 11 and 12 and 13, as described above, it is the primary cache that first fetches data from the main memory 103. There is only memory 10. Data that cannot be registered in the primary cache memory 10 in terms of capacity is then registered in the secondary cache memory 11. Therefore, unless a cache hit occurs in the secondary cache memory 11, the data captured in the primary and secondary cache memories 10 and 11 do not overlap. However, when a cache hit occurs in the secondary cache memory 11, the hit data is also registered in the primary cache memory 10, so double registration of the same data occurs.

【0171】図14のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第5の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図14において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続された2次
キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメモリ11に
接続された主記憶それぞれをそれぞれ示す。
A block diagram of FIG. 14 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the fifth invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 14, reference numeral 100 indicates a data processing device,
Reference numeral 10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, and 103 is a main memory connected to the secondary cache memory 11. .

【0172】以下、図14のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第5の発明の実施例の動作
について説明する。
The operation of the fifth embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 14 will be described below.

【0173】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシュメモ
リ10に対してデータリードアクセス(104) が行われる。
そして、1次キャッシュメモリ10においてキャッシュミ
スが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から2次キ
ャッシュメモリ11に対してデータリードアクセス(105)
が行われる。更に、2次キャッシュメモリ11においても
キャッシュミスした場合、2次キャッシュメモリ11から
主記憶103 に対してデータリードアクセス(106) が行わ
れる。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory 10.
When a cache miss occurs in the primary cache memory 10, a data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 (105)
Is done. Further, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory 11, a data read access (106) is performed from the secondary cache memory 11 to the main memory 103.

【0174】そして、そのデータリードアクセス(106)
に対して主記憶103 から読み出されたデータは、まず2
次キャッシュメモリ11に転送・登録(112) され、次に1
次キャッシュメモリ10に転送・登録(111) された上でデ
ータ処理装置100 へ転送(110) される。
Then, the data read access (106)
For the data read from the main memory 103,
It is transferred / registered (112) to the next cache memory 11, and then 1
The data is transferred / registered (111) to the next cache memory 10 and then transferred (110) to the data processing device 100.

【0175】この図14に示されているデータ処理システ
ムが従来のデータ処理システムと異なる動作をする場合
は、2次キャッシュメモリ11でキャッシュリードヒット
した場合である。
The data processing system shown in FIG. 14 operates differently from the conventional data processing system when a cache read hit occurs in secondary cache memory 11.

【0176】即ち、2次キャッシュメモリ11に対するデ
ータリードアクセス(105) に際してキャッシュヒットし
た場合、そのヒットデータ(A) は1次キャッシュメモリ
10に転送・登録(12a) された後、2次キャッシュメモリ
11では無効化される。しかしこの場合に、ヒットデータ
(A) を1次キャッシュメモリ10に登録するために、1次
キャッシュメモリ10に既に登録されているデータ(B) を
消去する必要が発生した場合(即ち、1次キャッシュメ
モリ10においてヒットデータ(A) を登録するためのライ
ンが全て埋まっており、ヒットデータ(A) を登録するた
めにはデータ(B) に上書きしなければならない場合)、
1次キャッシュメモリ10はそのデータ(B) のライトアク
セス(12b) を2次キャッシュメモリ11に行う。このデー
タ(B) の1次キャッシュメモリ10からのライトアクセス
12b に応じて、2次キャッシュメモリ11では、データ
(B) が既に登録されている場合にはデータ(B) を登録せ
ず、登録されていない場合にのみ転送・登録する。
That is, when a cache hit occurs during the data read access (105) to the secondary cache memory 11, the hit data (A) is the primary cache memory.
After transfer / registration (12a) to 10, secondary cache memory
Disabled in 11 But in this case, hit data
When it is necessary to erase the data (B) already registered in the primary cache memory 10 in order to register (A) in the primary cache memory 10 (that is, hit data ( All lines for registering A) are filled, and data (B) must be overwritten in order to register hit data (A)),
The primary cache memory 10 makes a write access (12b) to the data (B) to the secondary cache memory 11. Write access from the primary cache memory 10 for this data (B)
According to 12b, data is stored in the secondary cache memory 11
If (B) is already registered, the data (B) is not registered, and if it is not registered, it is transferred / registered.

【0177】また、データ処理装置100 で発生したデー
タライトアクセス要求に対して1次キャッシュメモリ10
でキャッシュリードヒットした場合、そのデータはその
ままデータ処理装置100 へ転送(110) される。この際、
2次キャッシュメモリ11及び主記憶103 に対するデータ
リードアクセスは行われない。
Further, in response to a data write access request generated in the data processing device 100, the primary cache memory 10
When there is a cache read hit in, the data is directly transferred (110) to the data processing device 100. On this occasion,
Data read access to the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0178】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be accessed. Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0179】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で1
次,2次キャッシュメモリ10, 11そして主記憶103 へ転
送される。このような処理により、ライトスルー方式の
キャッシュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data written at this time is 1 from the data processing device 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109.
The data is transferred to the secondary and secondary cache memories 10 and 11 and the main memory 103. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0180】この本発明のデータ処理システムの第5の
発明では上述の説明のように、2次キャッシュメモリ11
でキャッシュリードヒットし、且つ1次キャッシュメモ
リ10の容量に新たにヒットデータを登録する余裕がない
場合に、1次キャッシュメモリ10においてそのヒットデ
ータを上書きして古いデータを無効にするのではなく、
古いデータを2次キャッシュメモリ11に転送・登録す
る。このような処理により、キャッシュメモリ全体とし
てのヒット率が向上する。
In the fifth aspect of the data processing system of the present invention, as described above, the secondary cache memory 11
If there is a cache read hit in and there is no room to register new hit data in the capacity of the primary cache memory 10, instead of overwriting the hit data in the primary cache memory 10 and invalidating the old data, ,
Transfer and register old data in the secondary cache memory 11. Such processing improves the hit rate of the cache memory as a whole.

【0181】図15, 図16に、図14に示されている本発明
のデータ処理システムの第5の発明の1次キャッシュメ
モリ10と2次キャッシュメモリ11とを接続した場合の回
路構成例のブロック図を示す。なお、図15においてはデ
ータ処理装置100 と2次キャッシュメモリ11との間に接
続されている1次キャッシュメモリ10が、図16において
は主記憶103 と1次キャッシュメモリ10との間に接続さ
れている2次キャッシュメモリ11がそれぞれ示されてい
る。
FIGS. 15 and 16 show an example of the circuit configuration when the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 of the fifth invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 14 are connected. A block diagram is shown. Note that the primary cache memory 10 connected between the data processing device 100 and the secondary cache memory 11 in FIG. 15 is connected between the main memory 103 and the primary cache memory 10 in FIG. The respective secondary cache memories 11 are shown.

【0182】図15, 図16に示されている1次キャッシュ
メモリ10及び2次キャッシュメモリ11が従来の構成と異
なる点は、1次キャッシュメモリ10に出力バッファ制御
回路45及びアドレス用のラッチ51が備えられている点で
ある。出力バッファ制御回路45は出力バッファ37に取り
込まれたデータをデータバスに出力するか否かを制御す
る。ラッチ51は上述の出力バッファ制御回路45の制御に
より出力バッファ37に取り込まれたデータに対応するア
ドレスを保持するラッチである。
The primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 15 and 16 differ from the conventional configuration in that the output buffer control circuit 45 and the address latch 51 are provided in the primary cache memory 10. Is provided. The output buffer control circuit 45 controls whether to output the data taken in the output buffer 37 to the data bus. The latch 51 is a latch that holds an address corresponding to the data taken into the output buffer 37 under the control of the output buffer control circuit 45 described above.

【0183】また、図15, 図16に示されている1次キャ
ッシュメモリ10及び2次キャッシュメモリ11では、従来
は参照符号36で示されていたキャッシュヒット/ミス信
号生成部が参照符号44で示されている。このキャッシュ
ヒット/ミス信号生成部44は、キャッシュミス発生時に
そのデータ部33のラインがフルであればそのライン上の
あるデータ(A) を出力バッファ37へ出力する機能を付加
したものである。更に、図15, 図16に示されている2次
キャッシュメモリ11では、そのキャッシュヒット/ミス
信号生成部44から出力されるキャッシュヒット信号46が
1次キャッシュメモリ10のキャッシュヒット/ミス信号
生成部44にも入力されている。
Further, in the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 15 and 16, the cache hit / miss signal generation unit, which is conventionally indicated by reference numeral 36, is indicated by reference numeral 44. It is shown. The cache hit / miss signal generation unit 44 has a function of outputting certain data (A) on the line to the output buffer 37 if the line of the data unit 33 is full when a cache miss occurs. Further, in the secondary cache memory 11 shown in FIGS. 15 and 16, the cache hit signal 46 output from the cache hit / miss signal generation unit 44 is the cache hit / miss signal generation unit of the primary cache memory 10. It is also entered in 44.

【0184】次に、図14及び図15, 図16に示されている
本発明のデータ処理システムの第5の発明の実施例の動
作、特にキャッシュメモリの動作について説明する。
Next, the operation of the fifth embodiment of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 14, 15, and 16 will be described, particularly the operation of the cache memory.

【0185】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、1次キャッシュメモリ10
に対してデータリードアクセス(104) が行われる。その
アクセス要求に対して1次キャッシュメモリ10にデータ
が登録されていない場合、1次キャッシュメモリ10のキ
ャッシュヒット/ミス信号生成部44からキャッシュミス
信号47が出力されて2次キャッシュメモリ11に対してデ
ータリードアクセス(105) が行われる。2次キャッシュ
メモリ11にもデータが登録されていない場合、2次キャ
ッシュメモリ11のキャッシュヒット/ミス信号生成部44
からキャッシュミス信号47が出力されて主記憶103 に対
してデータリードアクセス(106) が行われる。
When a data read access request is issued in the data processor 100, the primary cache memory 10
A data read access (104) is performed to the. If no data is registered in the primary cache memory 10 for the access request, the cache hit / miss signal generator 44 of the primary cache memory 10 outputs a cache miss signal 47 to the secondary cache memory 11. A data read access (105) is performed. When no data is registered in the secondary cache memory 11, the cache hit / miss signal generation unit 44 of the secondary cache memory 11 is also included.
The cache miss signal 47 is output from the memory, and the data read access (106) is performed to the main memory 103.

【0186】このデータリードアクセス(106) により主
記憶103 から読み出されたデータは、データバス63から
2次キャッシュメモリ11に入力され、ラインバッファ35
を通じて2次キャッシュメモリ11に登録される。また、
データバス65からバイパス経路64とデータバス65とをへ
てデータが1次キャッシュメモリ10にも入力され、ライ
ンバッファ35を通じて1次キャッシュメモリ10に登録さ
れる。更に、データバス65からバイパス経路66とデータ
バス67とをへてデータがデータ処理装置100 へも転送さ
れる。
The data read from the main memory 103 by this data read access (106) is input to the secondary cache memory 11 from the data bus 63 and the line buffer 35.
Are registered in the secondary cache memory 11 through. Also,
Data is also input to the primary cache memory 10 from the data bus 65 via the bypass path 64 and the data bus 65, and is registered in the primary cache memory 10 through the line buffer 35. Further, data is also transferred from the data bus 65 to the data processing device 100 via the bypass path 66 and the data bus 67.

【0187】この主記憶103 からキャッシュメモリにデ
ータを登録する一連の処理において1次キャッシュメモ
リ10に新たなデータを登録する容量が無くなった場合に
は、そのデータは1次キャッシュメモリ10に上書きされ
る。
When the capacity for registering new data in the primary cache memory 10 is exhausted in the series of processing for registering data in the cache memory from the main memory 103, the data is overwritten in the primary cache memory 10. It

【0188】また、2次キャッシュメモリ11に対するデ
ータリードアクセス(105) の結果、アクセス対象のデー
タが2次キャッシュメモリ11に登録されている場合は、
2次キャッシュメモリ11のキャッシュヒット/ミス信号
生成部44からキャッシュヒット信号46が出力されること
によりそのヒットデータ(A) が出力バッファ37に一旦保
持される。2次キャッシュメモリ11の出力バッファ37に
保持されたヒットデータ(A) は、データバス65を経由し
て1次キャッシュメモリ10へ転送されて登録される。そ
れと同時に、2次キャッシュメモリ11のキャッシュヒッ
ト/ミス信号生成部44から出力されたヒット信号46は1
次キャッシュメモリ10のキャッシュヒット/ミス信号生
成部44にもに入力される。
As a result of the data read access (105) to the secondary cache memory 11, if the data to be accessed is registered in the secondary cache memory 11,
When the cache hit signal 46 is output from the cache hit / miss signal generation unit 44 of the secondary cache memory 11, the hit data (A) is temporarily held in the output buffer 37. The hit data (A) held in the output buffer 37 of the secondary cache memory 11 is transferred to the primary cache memory 10 via the data bus 65 and registered. At the same time, the hit signal 46 output from the cache hit / miss signal generation unit 44 of the secondary cache memory 11 is 1
It is also input to the cache hit / miss signal generation unit 44 of the next cache memory 10.

【0189】2次キャッシュメモリ11から転送されたヒ
ットデータを登録する容量が1次キャッシュメモリ10に
なくなった場合、ヒットデータ(A) が登録されるべき1
次キャッシュメモリ10のデータ部33からあるデータ(B)
とそれに対応するタグ値とが1次キャッシュメモリ10の
出力バッファ37とタグ用のラッチ51とに取り込まれる。
1次キャッシュメモリ10の出力バッファ制御回路45は、
アドレスバス60とデータバス67とが競合しないタイミン
グを見計らって、出力バッファ37とタグ用のラッチ51と
からそれぞれデータ(B) とタグ値を信号49, 52を出力す
ることによりアドレスバス60,データバス67へ出力させ
る。
When the capacity for registering the hit data transferred from the secondary cache memory 11 is exhausted in the primary cache memory 10, the hit data (A) should be registered 1
Data from the data section 33 of the next cache memory 10 (B)
And the corresponding tag value are fetched into the output buffer 37 of the primary cache memory 10 and the tag latch 51.
The output buffer control circuit 45 of the primary cache memory 10 is
In consideration of the timing when the address bus 60 and the data bus 67 do not conflict with each other, the output buffer 37 and the tag latch 51 output the data (B) and the tag value signals 49 and 52, respectively. Output to bus 67.

【0190】アドレスバス60へ出力されたタグ値はアド
レスバス61を経由して2次キャッシュメモリ11のデコー
ダ31へ入力され、データバス67へ出力されたデータ
(B) はバイパス経路66, データバス65, バイパス経路6
4, データバス63を経由して2次キャッシュメモリ11の
ラインバッファ35へ転送されて一旦保持される。
The tag value output to the address bus 60 is input to the decoder 31 of the secondary cache memory 11 via the address bus 61 and output to the data bus 67.
(B) is bypass route 66, data bus 65, bypass route 6
4, transferred to the line buffer 35 of the secondary cache memory 11 via the data bus 63 and temporarily held.

【0191】それと同時に、1次キャッシュメモリ10の
出力バッファ制御回路45は2次キャッシュメモリ11のキ
ャッシュヒット/ミス信号生成部44に対してデータライ
ト用の信号48を出力する。2次キャッシュメモリ11のキ
ャッシュヒット/ミス信号生成部44では、その信号48を
受けつけると、1次キャッシュメモリ10からのライトア
クセスに対するキャッシュライトヒット/ミスを判定す
る。そして、2次キャッシュメモリ11はキャッシュライ
トヒットであればラインバッファ35に保持されているデ
ータ(B) のデータ部33への登録を行わず、キャッシュラ
イトミスであればデータの登録を行う。
At the same time, the output buffer control circuit 45 of the primary cache memory 10 outputs a data write signal 48 to the cache hit / miss signal generator 44 of the secondary cache memory 11. Upon receiving the signal 48, the cache hit / miss signal generation unit 44 of the secondary cache memory 11 determines the cache write hit / miss for the write access from the primary cache memory 10. Then, the secondary cache memory 11 does not register the data (B) held in the line buffer 35 in the data section 33 if there is a cache write hit, and registers the data if there is a cache write miss.

【0192】このように、図14及び図15, 図16に示され
ている本発明のデータ処理システムの第5の発明では、
2次キャッシュメモリ11がヒットした場合は、そのヒッ
トデータを1次キャッシュメモリ10に登録するために1
次キャッシュメモリ10で無効化されるデータを2次キャ
ッシュメモリ11に登録する。従って、より多くのデータ
をキャッシュメモリ全体に登録することができるので、
キャッシュメモリ全体のヒット率の向上につながる。
As described above, in the fifth invention of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 14 and 15 and 16,
When the secondary cache memory 11 is hit, 1 is required to register the hit data in the primary cache memory 10.
The data invalidated in the secondary cache memory 10 is registered in the secondary cache memory 11. Therefore, since more data can be registered in the entire cache memory,
This will improve the hit rate of the cache memory as a whole.

【0193】図17のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第6の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図17において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続された2次
キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメモリ11に
接続された主記憶をそれぞれ示している。
A block diagram of FIG. 17 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the sixth invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 17, reference numeral 100 indicates a data processing device,
10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, and 103 is a main memory connected to the secondary cache memory 11. There is.

【0194】以下、図17のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第6の発明の実施例の動作
について説明する。
The operation of the sixth embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 17 will be described below.

【0195】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシュメモ
リ10に対してデータリードアクセス(104) が行われる。
そして、1次キャッシュメモリ10においてキャッシュミ
スが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から2次キ
ャッシュメモリ11に対してデータリードアクセス(105)
が行われる。更に、2次キャッシュメモリ11においても
キャッシュミスが発生した場合、2次キャッシュメモリ
11から主記憶103 に対してデータリードアクセス(106)
が行われる。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory 10.
When a cache miss occurs in the primary cache memory 10, a data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 (105)
Is done. Further, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory 11, the secondary cache memory
Data read access from main memory 103 from 11 (106)
Is done.

【0196】そして、そのデータリードアクセス(106)
に対して主記憶103 から読み出されたデータは、まず2
次キャッシュメモリ11に転送・登録(112) され、次に1
次キャッシュメモリ10に転送・登録(111) された上でデ
ータ処理装置100 へ転送(110) される。
Then, the data read access (106)
For the data read from the main memory 103,
It is transferred / registered (112) to the next cache memory 11, and then 1
The data is transferred / registered (111) to the next cache memory 10 and then transferred (110) to the data processing device 100.

【0197】この図17に示されている本発明のデータ処
理システムの第6の発明が従来のデータ処理システムと
異なる動作をするのは、2次キャッシュメモリ11でキャ
ッシュリードヒットした場合である。
The sixth aspect of the data processing system of the present invention shown in FIG. 17 operates differently from the conventional data processing system when a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11.

【0198】即ち、2次キャッシュメモリ11に対するデ
ータリードアクセス(105) に際してキャッシュヒットし
た場合、そのヒットデータ(A) は1次キャッシュメモリ
10に転送・登録(13)される。しかし1次キャッシュメモ
リ10でのヒットデータ(A) の登録に際して、1次キャッ
シュメモリ10に新たなヒットデータ(A) を登録する容量
が無い場合、従来であれば無効化されるデータ(B) のラ
イトアクセス(13)が2次キャッシュメモリ11に対して行
われる。
That is, if a cache hit occurs during the data read access (105) to the secondary cache memory 11, the hit data (A) is the primary cache memory.
Transferred to 10 and registered (13). However, when there is no capacity to register new hit data (A) in the primary cache memory 10 when registering the hit data (A) in the primary cache memory 10, the data (B) that is invalidated in the conventional case Write access (13) is performed to the secondary cache memory 11.

【0199】このライトアクセス(13)に応じて、2次キ
ャッシュメモリ11では、データ(B)が既に存在していれ
ば登録せず、存在していなければそれまでヒットデータ
(A)が登録されていた位置にデータ(B) を登録する。即
ち、1次キャッシュメモリ10と2次キャッシュメモリ11
との間でデータ(A) とデータ(B) とが交換されることに
なる。
In response to this write access (13), in the secondary cache memory 11, if the data (B) already exists, it is not registered. If it does not exist, hit data until then is registered.
Register data (B) at the position where (A) was registered. That is, the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11
Data (A) and data (B) will be exchanged between and.

【0200】また、データ処理装置100 から発生したデ
ータライトアクセス要求に対して1次キャッシュメモリ
10においてキャッシュリードヒットした場合、そのデー
タはそのままデータ処理装置100 へ転送(110) される。
この際、2次キャッシュメモリ11及び主記憶103 に対す
るデータリードアクセスは行われない。
In addition, in response to a data write access request generated from the data processing device 100, the primary cache memory
When a cache read hit occurs in 10, the data is transferred (110) to the data processing device 100 as it is.
At this time, the data read access to the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0201】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processor 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0202】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で1
次,2次キャッシュメモリ10, 11、更に主記憶103 へ転
送される。このような処理により、ライトスルー方式の
キャッシュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data to be written at this time is 1 from the data processor 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109.
The data is transferred to the secondary and secondary cache memories 10 and 11, and further to the main memory 103. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0203】この図17に示されている本発明のデータ処
理システムの第6の発明では上述の説明のように、2次
キャッシュメモリ11においてキャッシュリードヒット
し、且つそのヒットデータが容量の面から1次キャッシ
ュメモリ10に登録不可能な場合に、そのまま1次キャッ
シュメモリ10に上書きして古いデータを無効にするので
はなく、古いデータが2次キャッシュメモリ11のヒット
データが登録されていた位置に登録される。従って、キ
ャッシュメモリ全体としてのヒット率がより向上する。
In the sixth invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 17, as described above, a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11, and the hit data is in terms of capacity. The position where the old data hit data in the secondary cache memory 11 is registered instead of overwriting the primary cache memory 10 and invalidating the old data when it cannot be registered in the primary cache memory 10. Be registered with. Therefore, the hit rate of the cache memory as a whole is further improved.

【0204】以上の図1乃至図17を参照して説明した本
発明のデータ処理システムの第1乃至第6の発明では、
何らかの処理が発生した場合にそれに伴って1次キャッ
シュメモリと2次キャッシュメモリとで登録データが不
一致になる場合があり得る。換言すれば、主記憶103 に
記憶されているデータの内のあるデータコピーが、2次
キャッシュメモリ11には存在しないが、1次キャッシュ
メモリ10には存在する場合が発生する。このため、キャ
ッシュメモリ全体としては2次キャッシュの容量以上の
容量のデータのコピーを登録することが可能になる。し
かし、上述のような何らかの処理が発生しない場合は、
1次キャッシュメモリに登録されているデータコピーは
その全てが2次キャッシュメモリにも登録された状態に
なる。
In the first to sixth inventions of the data processing system of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 17 above,
When some processing occurs, the registered data may not match in the primary cache memory and the secondary cache memory. In other words, a data copy of the data stored in the main memory 103 may not exist in the secondary cache memory 11 but may exist in the primary cache memory 10. Therefore, it becomes possible to register a copy of data having a capacity larger than that of the secondary cache in the cache memory as a whole. However, if something like the above does not occur,
All the data copies registered in the primary cache memory are in the state registered in the secondary cache memory.

【0205】以下の図18乃至図15に示されている本発明
のデータ処理システムの第7乃至第9の発明は、上述の
問題を解決するためのものである。即ち、以下の各発明
では1次キャッシュメモリと2次キャッシュメモリとに
同一のデータが全く登録されないような構成として、キ
ャッシュメモリ全体として1次キャッシュメモリの容量
と2次キャッシュメモリの容量とを加えた容量に等しい
データコピーを主記憶103 から取り込めるようにしてい
る。
The seventh to ninth inventions of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 18 to 15 below are for solving the above-mentioned problems. That is, in each of the following inventions, the same data is not registered in the primary cache memory and the secondary cache memory at all, and the capacity of the primary cache memory and the capacity of the secondary cache memory are added to the entire cache memory. A data copy having the same capacity as that of the main memory 103 can be fetched.

【0206】図18のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第7の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。
A block diagram of FIG. 18 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the seventh invention of the data processing system of the present invention.

【0207】図18において、参照符号100 はデータ処理
装置を、10はデータ処理装置100 に接続された1次キャ
ッシュメモリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続さ
れた2次キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメ
モリ11に接続された主記憶をそれぞれ示している。
In FIG. 18, reference numeral 100 is a data processor, 10 is a primary cache memory connected to the data processor 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, 103 Indicate main memories connected to the secondary cache memory 11.

【0208】以下、図18のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第7の発明の実施例の動作
について説明する。この図18に示されている本発明のデ
ータ処理システムは、図1に示されている第1の発明の
データ処理システムと図11に示されている第4の発明の
データ処理システムとの双方の機能を兼ね備えた構成に
なっている。
The operation of the seventh embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 18 will be described below. The data processing system of the present invention shown in FIG. 18 includes both the data processing system of the first invention shown in FIG. 1 and the data processing system of the fourth invention shown in FIG. It is configured to combine the functions of.

【0209】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシュメモ
リ10に対してデータリードアクセス(104) が行われる。
そして、1次キャッシュメモリ10においてキャッシュミ
スが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から2次キ
ャッシュメモリ11に対してデータリードアクセス(105)
が行われる。更に、2次キャッシュメモリ11においても
キャッシュミスが発生した場合、2次キャッシュメモリ
11から主記憶103 に対してデータリードアクセス(106)
が行われる。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory 10.
When a cache miss occurs in the primary cache memory 10, a data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 (105)
Is done. Further, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory 11, the secondary cache memory
Data read access from main memory 103 from 11 (106)
Is done.

【0210】そして、そのデータリードアクセス(106)
に対して主記憶103 から読み出されたデータは、2次キ
ャッシュメモリ11には登録されず1次キャッシュメモリ
10にのみ直接転送・登録(9) された上でデータ処理装置
100 へ転送(110) される。この主記憶103 から1次キャ
ッシュメモリ10にデータを直接登録する一連の処理(9)
の過程において、1次キャッシュメモリ10に登録不可能
なデータが発生した場合は、1次キャッシュメモリ10か
ら2次キャッシュメモリ11にそのデータが転送・登録
(8) される。
Then, the data read access (106)
However, the data read from the main memory 103 is not registered in the secondary cache memory 11 and the primary cache memory
Directly transferred to 10 and registered (9) on the data processor
Transferred to 110 (110). A series of processing for directly registering data from the main memory 103 to the primary cache memory 10 (9)
If unregisterable data occurs in the primary cache memory 10 in the process of, the data is transferred / registered from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11.
(8) It is done.

【0211】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して2次キャッシュメモリ11にお
いてキャッシュヒットした場合、2次キャッシュメモリ
11内のヒットデータ(A) は、1次キャッシュメモリ10へ
転送・登録(14)された後に無効化される。
If a cache hit occurs in the secondary cache memory 11 in response to a data read access request from the data processing device 100, the secondary cache memory
The hit data (A) in 11 is invalidated after being transferred / registered (14) to the primary cache memory 10.

【0212】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して1次キャッシュメモリ10にお
いてキャッシュヒットした場合、そのヒットデータはそ
のままデータ処理装置100 へ転送(110) される。この
際、2次キャッシュメモリ11及び主記憶103 に対するデ
ータリードアクセスは行われない。
When a cache hit occurs in the primary cache memory 10 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is transferred (110) to the data processing device 100 as it is. At this time, the data read access to the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0213】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be written. Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0214】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で1
次,2次キャッシュメモリ10, 11、更に主記憶103 へ転
送される。このような処理により、ライトスルー方式の
キャッシュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data to be written at this time is 1 from the data processor 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109.
The data is transferred to the secondary and secondary cache memories 10 and 11, and further to the main memory 103. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0215】この図18に示されている本発明のデータ処
理システムの第7の発明では、上述の説明のように、1
次,2次キャッシュメモリ10, 11の双方に同一データが
登録されそうになった場合に、そのデータが1次キャッ
シュメモリ10にのみ登録されるように制御するので、1
次,2次キャッシュメモリ10, 11双方への同一データの
重複登録が回避される。従って、キャッシュメモリ全体
として、1次,2次キャッシュメモリ10, 11双方の容量
を加えた容量に等しいデータコピーを主記憶103 から登
録することが可能になる。
In the seventh invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 18, as described above, 1
When the same data is about to be registered in both the secondary cache memory 10 and the secondary cache memory 11, it is controlled so that the data is registered only in the primary cache memory 10.
The duplicate registration of the same data in both the secondary and secondary cache memories 10 and 11 is avoided. Therefore, as a whole cache memory, it is possible to register a data copy having a capacity equal to the sum of the capacities of both the primary and secondary cache memories 10 and 11 from the main memory 103.

【0216】このことは、1次,2次キャッシュメモリ
10, 11自体の容量が従来と同一である場合に、従来に比
して1次キャッシュメモリ10のメモリ領域を有効に利用
することが可能となるので、データアクセスの平均アク
セスタイムが減少する。
This is because the primary and secondary cache memories
When the capacities of 10 and 11 themselves are the same as the conventional one, the memory area of the primary cache memory 10 can be used more effectively than before, so that the average access time of data access is reduced.

【0217】図19のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第8の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図19において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続された2次
キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメモリ11に
接続された主記憶をそれぞれ示している。
A block diagram of FIG. 19 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the eighth invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 19, reference numeral 100 indicates a data processing device,
10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, and 103 is a main memory connected to the secondary cache memory 11. There is.

【0218】以下、図19のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第8の発明の実施例の動作
について説明する。この図19に示されている本発明のデ
ータ処理システムは、図18に示されている第7の発明の
データ処理システムに付加的な機能を持たせたものであ
る。具体的には、図19に示されている第8の発明のデー
タ処理システムは、図1に示されている第1の発明のデ
ータ処理システムと図14に示されている第5の発明のデ
ータ処理システムとの双方の機能を兼ね備えた構成にな
っている。
The operation of the eighth embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 19 will be described below. The data processing system of the present invention shown in FIG. 19 is obtained by providing the data processing system of the seventh invention shown in FIG. 18 with an additional function. Specifically, the data processing system of the eighth invention shown in FIG. 19 is the same as the data processing system of the first invention shown in FIG. 1 and the fifth invention shown in FIG. It is configured to have both functions as a data processing system.

【0219】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシュメモ
リ10に対してデータリードアクセス(104) が行われる。
そして、1次キャッシュメモリ10においてキャッシュミ
スが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から2次キ
ャッシュメモリ11に対してデータリードアクセス(105)
が行われる。更に、2次キャッシュメモリ11においても
キャッシュミスが発生した場合、2次キャッシュメモリ
11から主記憶103 に対してデータリードアクセス(106)
が行われる。
When a data read access request is generated in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory 10.
When a cache miss occurs in the primary cache memory 10, a data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 (105)
Is done. Further, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory 11, the secondary cache memory
Data read access from main memory 103 from 11 (106)
Is done.

【0220】そして、そのデータリードアクセス(106)
に対して主記憶103 から読み出されたデータは、2次キ
ャッシュメモリ11には登録されず1次キャッシュメモリ
10にのみ直接転送・登録(9) された上でデータ処理装置
100 へ転送(110) される。この主記憶103 から1次キャ
ッシュメモリ10にデータを直接登録する一連の処理(9)
の過程において、1次キャッシュメモリ10に登録不可能
なデータが発生した場合は、1次キャッシュメモリ10か
ら2次キャッシュメモリ11にそのデータが転送・登録
(8) される。
Then, the data read access (106)
However, the data read from the main memory 103 is not registered in the secondary cache memory 11 and the primary cache memory
Directly transferred to 10 and registered (9) on the data processor
Transferred to 110 (110). A series of processing for directly registering data from the main memory 103 to the primary cache memory 10 (9)
If unregisterable data occurs in the primary cache memory 10 in the process of, the data is transferred / registered from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11.
(8) It is done.

【0221】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して2次キャッシュメモリ11にお
いてキャッシュヒットした場合、2次キャッシュメモリ
11内のヒットデータ(A) は1次キャッシュメモリ10へ転
送・登録(12a) された後に無効化される。しかしこの場
合に、ヒットデータ(A) を1次キャッシュメモリ10に登
録するために、1次キャッシュメモリ10に既に登録され
ているデータ(B) を消去する必要が発生した場合(即
ち、1次キャッシュメモリ10においてヒットデータ(A)
を登録するためのラインが全て埋まっており、ヒットデ
ータ(A) を登録するためにはデータ(B) に上書きしなけ
ればならない場合)、1次キャッシュメモリ10はそのデ
ータ(B) のライトアクセス(12b) を2次キャッシュメモ
リ11に行う。このデータ(B) の1次キャッシュメモリ10
からのライトアクセス(12b) に応じて、2次キャッシュ
メモリ11では、データ(B) が既に登録されている場合に
はデータ(B) を登録せず、登録されていない場合にのみ
転送・登録する。
When a cache hit occurs in the secondary cache memory 11 in response to a data read access request from the data processing device 100, the secondary cache memory
The hit data (A) in 11 is invalidated after being transferred / registered (12a) to the primary cache memory 10. However, in this case, in order to register the hit data (A) in the primary cache memory 10, it is necessary to erase the data (B) already registered in the primary cache memory 10 (that is, the primary cache memory 10). Hit data in cache memory 10 (A)
When all the lines for registering the data are filled and the data (B) must be overwritten in order to register the hit data (A)), the primary cache memory 10 has a write access to that data (B). (12b) is performed on the secondary cache memory 11. Primary cache memory of this data (B) 10
In response to the write access (12b) from the secondary cache memory 11, if the data (B) is already registered, the data (B) is not registered, and the transfer / registration is performed only when the data (B) is not registered. To do.

【0222】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して1次キャッシュメモリ10でキ
ャッシュヒットした場合、そのヒットデータはそのまま
データ処理装置100 へ転送(110) される。この際、2次
キャッシュメモリ11及び主記憶103 に対するデータリー
ドアクセスは行われない。
When a cache hit occurs in the primary cache memory 10 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is transferred (110) to the data processing device 100 as it is. At this time, the data read access to the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0223】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be written. Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0224】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で1
次,2次キャッシュメモリ10, 11、更に主記憶103 へ転
送される。このような処理により、ライトスルー方式の
キャッシュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data written at this time is 1 from the data processing device 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109.
The data is transferred to the secondary and secondary cache memories 10 and 11, and further to the main memory 103. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0225】この図19に示されている本発明のデータ処
理システムの第8の発明では、図18に示されている第7
の発明のデータ処理システムが備える特徴、即ち1次,
2次キャッシュメモリ10, 11双方に同一のデータが登録
されることはないという特徴を有している。更に、1次
キャッシュメモリ10に登録不可能になったデータを2次
キャッシュメモリ11に登録する機能を備えることによ
り、キャッシュメモリ全体としてのヒット率が向上す
る。
In the eighth invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 19, the seventh invention shown in FIG.
Of the data processing system of the present invention, namely, the primary,
It has a feature that the same data is not registered in both the secondary cache memories 10 and 11. Further, by providing a function of registering the data that cannot be registered in the primary cache memory 10 in the secondary cache memory 11, the hit rate of the cache memory as a whole is improved.

【0226】図20のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第9の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図20において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続された2次
キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメモリ11に
接続された主記憶をそれぞれ示している。
A block diagram of FIG. 20 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the ninth invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 20, reference numeral 100 indicates a data processing device,
10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, and 103 is a main memory connected to the secondary cache memory 11. There is.

【0227】以下、図20のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第9の発明の実施例の動作
について説明する。この図20に示されている本発明のデ
ータ処理システムは、図18に示されている第7の発明の
データ処理システムに付加的な機能を持たせたものであ
る。具体的には、図20に示されている第9の発明のデー
タ処理システムは、図1に示されている第1の発明のデ
ータ処理システムと図14に示されている第5の発明のデ
ータ処理システムとの双方の機能を兼ね備えた構成にな
っている。
The operation of the ninth embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 20 will be described below. The data processing system of the present invention shown in FIG. 20 is obtained by adding an additional function to the data processing system of the seventh invention shown in FIG. Specifically, the data processing system of the ninth invention shown in FIG. 20 is the data processing system of the first invention shown in FIG. 1 and the data processing system of the fifth invention shown in FIG. It is configured to have both functions as a data processing system.

【0228】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシュメモ
リ10に対してデータリードアクセス(104) が行われる。
そして、1次キャッシュメモリ10においてキャッシュミ
スが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から2次キ
ャッシュメモリ11に対してデータリードアクセス(105)
が行われる。更に、2次キャッシュメモリ11においても
キャッシュミスが発生した場合、2次キャッシュメモリ
11から主記憶103 に対してデータリードアクセス(106)
が行われる。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory 10.
When a cache miss occurs in the primary cache memory 10, a data read access from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 (105)
Is done. Further, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory 11, the secondary cache memory
Data read access from main memory 103 from 11 (106)
Is done.

【0229】そして、そのデータリードアクセス(106)
に対して主記憶103 から読み出されたデータは、2次キ
ャッシュメモリ11には登録されず1次キャッシュメモリ
10にのみ直接転送・登録(9) された上でデータ処理装置
100 へ転送(110) される。この主記憶103 から1次キャ
ッシュメモリ10にデータを直接登録する一連の処理(9)
の過程において、1次キャッシュメモリ10に登録不可能
なデータが発生した場合は、1次キャッシュメモリ10か
ら2次キャッシュメモリ11にそのデータが転送・登録
(8) される。
Then, the data read access (106)
However, the data read from the main memory 103 is not registered in the secondary cache memory 11 and the primary cache memory
Directly transferred to 10 and registered (9) on the data processor
Transferred to 110 (110). A series of processing for directly registering data from the main memory 103 to the primary cache memory 10 (9)
If unregisterable data occurs in the primary cache memory 10 in the process of, the data is transferred / registered from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11.
(8) It is done.

【0230】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して2次キャッシュメモリ11でキ
ャッシュヒットした場合、そのヒットデータ(A) は1次
キャッシュメモリ10に転送・登録(13)される。しかし1
次キャッシュメモリ10でのヒットデータ(A) の登録に際
して、1次キャッシュメモリ10に新たなヒットデータ
(A) を登録する容量が無い場合、従来であれば無効化さ
れるデータ(B) のライトアクセス(13)が2次キャッシュ
メモリ11に対して行われる。
When a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11 in response to a data read access request from the data processor 100, the hit data (A) is transferred / registered (13) in the primary cache memory 10. . But 1
When registering the hit data (A) in the secondary cache memory 10, new hit data is stored in the primary cache memory 10.
If there is no capacity to register (A), write access (13) of data (B) that is invalidated in the conventional case is performed to the secondary cache memory 11.

【0231】このライトアクセス(13)に応じて、2次キ
ャッシュメモリ11では、データ(B)が既に存在していれ
ば登録せず、存在していなければそれまでヒットデータ
(A)が登録されていた位置にデータ(B) を登録する。即
ち、1次キャッシュメモリ10と2次キャッシュメモリ11
との間でデータ(A) とデータ(B) とが交換されることに
なる。
In response to this write access (13), the secondary cache memory 11 does not register the data (B) if it already exists, or hit data until that time if it does not exist.
Register data (B) at the position where (A) was registered. That is, the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11
Data (A) and data (B) will be exchanged between and.

【0232】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して1次キャッシュメモリ10でキ
ャッシュヒットした場合、そのヒットデータはそのまま
データ処理装置100 へ転送(110) される。この際、2次
キャッシュメモリ11及び主記憶103 に対するデータリー
ドアクセスは行われない。
If a cache hit occurs in the primary cache memory 10 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is transferred (110) to the data processing device 100 as it is. At this time, the data read access to the secondary cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0233】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be accessed. Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0234】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で1
次,2次キャッシュメモリ10, 11、更に主記憶103 へ転
送される。このような処理により、ライトスルー方式の
キャッシュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data written at this time is 1 from the data processing device 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109.
The data is transferred to the secondary and secondary cache memories 10 and 11, and further to the main memory 103. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0235】この図20に示されている本発明のデータ処
理システムの第9の発明では、図18に示されている第7
の発明のデータ処理システムが備える特徴、即ち1次,
2次キャッシュメモリ10, 11双方に同一のデータが登録
されることはないという特徴を有している。更に、1次
キャッシュメモリ10に登録不可能になったデータを2次
キャッシュメモリ11に登録する機能を備えることによ
り、キャッシュメモリ全体としてのヒット率が向上す
る。また、それを1次キャッシュメモリ10と2次キャッ
シュメモリ11との間でのデータの交換という無駄の少な
い処理で実現しているので、より低消費電力化が図られ
る。
In the ninth invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 20, the seventh invention shown in FIG.
Of the data processing system of the present invention, namely, the primary,
It has a feature that the same data is not registered in both the secondary cache memories 10 and 11. Further, by providing a function of registering the data that cannot be registered in the primary cache memory 10 in the secondary cache memory 11, the hit rate of the cache memory as a whole is improved. Further, since this is realized by the process of the data exchange between the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11, which is less wasteful, the power consumption can be further reduced.

【0236】以上に説明した図1乃至図20に示されてい
る第1乃至第9の発明のデータ処理システムは、データ
処理装置100 と主記憶103 との間にピラミッド型に複
数、具体的な実施例としては2個のキャッシュメモリを
備えている。即ち、1次キャッシュメモリ10(101) はデ
ータ処理装置100 と2次キャッシュメモリ11(102) とに
のみ直接接続されている。このため、1次キャッシュメ
モリ10(101) からは2次キャッシュメモリ11(102) を介
さなければ主記憶103 に対してアクセスできない。ま
た、2次キャッシュメモリ11(102) は1次キャッシュメ
モリ10(101) と主記憶103 とにのみ直接接続されてい
る。このため、2次キャッシュメモリ11(102)は1次キ
ャッシュメモリ10(101) を介さなければデータ処理装置
100 に対してアクセスすることができない。
The above-described data processing systems of the first to ninth inventions shown in FIGS. 1 to 20 include a plurality of pyramid-shaped data processing devices 100 and main memories 103. In the embodiment, two cache memories are provided. That is, the primary cache memory 10 (101) is directly connected only to the data processing device 100 and the secondary cache memory 11 (102). Therefore, the main memory 103 cannot be accessed from the primary cache memory 10 (101) without going through the secondary cache memory 11 (102). The secondary cache memory 11 (102) is directly connected only to the primary cache memory 10 (101) and the main memory 103. For this reason, the secondary cache memory 11 (102) must be connected to the data processing device without the primary cache memory 10 (101).
You cannot access 100.

【0237】これに対して、以下の図21乃至図25に示さ
れている第10乃至第12の発明では、上述とは異なるアク
セスが可能な本発明のデータ処理システムの構成例とそ
の動作概要について説明する。
On the other hand, in the tenth to twelfth inventions shown in FIG. 21 to FIG. 25 below, a configuration example of the data processing system of the present invention which can be accessed differently from the above and an outline of its operation Will be described.

【0238】図21のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第10の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図21において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は同じくデータ処理装置100 に接続された2
次キャッシュメモリを、103 は2次キャッシュメモリ11
に接続された主記憶をそれぞれ示している。
A block diagram of FIG. 21 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the tenth invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 21, reference numeral 100 indicates a data processing device,
10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, and 11 is a secondary cache memory connected to the data processing device 100.
The secondary cache memory, 103 is the secondary cache memory 11
The main memory connected to each is shown.

【0239】以下、図21のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第10の発明の実施例の動作
について説明する。
The operation of the tenth embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 21 will be described below.

【0240】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、そのデータリードアクセ
ス要求は1次,2次キャッシュメモリ10, 11双方に同時
に行われる。1次,2次キャッシュメモリ10, 11双方共
にデータリードアクセス(104) に対するヒットデータが
存在しない場合、2次キャッシュメモリ11は主記憶103
に対してデータリードアクセス(106) を行う。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, the data read access request is simultaneously issued to both the primary and secondary cache memories 10 and 11. When there is no hit data for the data read access (104) in both the primary and secondary cache memories 10 and 11, the secondary cache memory 11 stores the main memory 103
A data read access (106) is performed to the.

【0241】このデータリードアクセス(106) に対して
主記憶103 から読み出されたデータは、2次キャッシュ
メモリ11には登録されず1次キャッシュメモリ10にのみ
直接転送・登録(9) された上でデータ処理装置100 へ転
送(110) される。このようにして主記憶103 から1次キ
ャッシュメモリ10にデータ登録が行われる際に、1次キ
ャッシュメモリ10に登録不可能なデータが発生した場
合、そのデータは2次キャッシュメモリ11に転送・登録
(8) される。
The data read from the main memory 103 for this data read access (106) was not registered in the secondary cache memory 11 but was directly transferred / registered (9) only in the primary cache memory 10. The data is transferred (110) to the data processing device 100. In this way, when data that cannot be registered in the primary cache memory 10 occurs when data is registered in the primary cache memory 10 from the main memory 103, that data is transferred and registered in the secondary cache memory 11.
(8) It is done.

【0242】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して2次キャッシュメモリ11でキ
ャッシュリードヒットした場合、そのヒットデータはデ
ータ処理装置100 に転送・登録(110) されると同時に1
次キャッシュメモリ10にも転送・登録(111) される。こ
の際、主記憶103 に対するデータリードアクセスは行わ
れない。また、データ処理装置100 からのデータリード
アクセス要求に対して1次キャッシュメモリ10でキャッ
シュリードヒットした場合、そのヒットデータはデータ
処理装置100 へ直接転送(110) されると同時に2次キャ
ッシュメモリ11からのデータ出力は禁止される。この
際、主記憶103 に対するデータリードアクセスは行われ
ない。
When a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is transferred / registered (110) to the data processing device 100 and at the same time 1
It is also transferred / registered (111) to the next cache memory 10. At this time, the data read access to the main memory 103 is not performed. When a cache read hit occurs in the primary cache memory 10 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is directly transferred (110) to the data processing device 100 and at the same time the secondary cache memory 11 is accessed. Data output from is prohibited. At this time, the data read access to the main memory 103 is not performed.

【0243】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次,2次キャッシュメモリ10, 11
に対しても、主記憶103 に対してもデータライトアクセ
ス(104, 106) が行われる。
When a data write access request is issued in the data processor 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary and secondary cache memories 10 and 11 must be 11
Data write access (104, 106) is also performed to the main memory 103.

【0244】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →109の経路で2次キャッ
シュメモリ11から主記憶103 へ、また同時に1次キャッ
シュメモリ10へ転送される。このような処理により、ラ
イトスルー方式のキャッシュメモリでは、データの一貫
性が維持される。
The data written at this time is transferred from the secondary cache memory 11 to the main memory 103 and simultaneously to the primary cache memory 10 from the data processing device 100 through the route of reference numeral 107 → 109. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0245】図22, 図23に、図21に示されている本発明
のデータ処理システムの第10の発明の1次キャッシュメ
モリ10と2次キャッシュメモリ11とを接続した場合の回
路構成例のブロック図を示す。
22 and 23 show examples of circuit configurations when the primary cache memory 10 and the secondary cache memory 11 of the tenth invention of the data processing system of the present invention shown in FIG. 21 are connected. A block diagram is shown.

【0246】図22, 図23に示されている本発明のデータ
処理システムの第10の発明に用いられている1次,2次
キャッシュメモリ10, 11は、図12, 13に示されている第
4の発明のデータ処理システムに用いられているキャッ
シュメモリと同一構成であるが、両キャッシュメモリ1
0, 11相互間の接続が異なっている。即ち、図22, 図23
に示されている本発明のデータ処理システムの第10の発
明では、1次,2次キャッシュメモリ10, 11はデータ処
理装置100 に対しては入力アドレスバス60及びデータバ
ス67を介して接続されており、データ処理装置100 から
1次,2次キャッシュメモリ10, 11に対して同時にデー
タアクセス可能になっている。
The primary and secondary cache memories 10 and 11 used in the tenth invention of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 22 and 23 are shown in FIGS. The cache memory has the same structure as the cache memory used in the data processing system of the fourth invention.
0, 11 The connection between them is different. That is, FIG. 22 and FIG.
In the tenth aspect of the data processing system of the present invention shown in FIG. 1, the primary and secondary cache memories 10 and 11 are connected to the data processing device 100 via the input address bus 60 and the data bus 67. Therefore, the data processing device 100 can simultaneously access the primary and secondary cache memories 10 and 11.

【0247】また、2次キャッシュメモリ11は主記憶10
3 に対してはアドレスバス62とデータバス63とを介して
に接続されている。そして、1次,2次キャッシュメモ
リ10, 11間は、アドレスバス60とアドレスバス62とが接
続されており、データバス67はバイパス経路66を介して
1次キャッシュメモリ10のデータバス65と、またバイパ
ス経路64を介して2次キャッシュメモリ11のデータバス
63とそれぞれ接続されている。従って、主記憶103 から
同時に1次,2次キャッシュメモリ10, 11に対して同時
にデータ転送可能になっている。
Also, the secondary cache memory 11 is the main memory 10
It is connected to 3 via an address bus 62 and a data bus 63. An address bus 60 and an address bus 62 are connected between the primary and secondary cache memories 10 and 11, and a data bus 67 is connected to a data bus 65 of the primary cache memory 10 via a bypass path 66. In addition, the data bus of the secondary cache memory 11 via the bypass path 64
It is connected to 63 respectively. Therefore, data can be simultaneously transferred from the main memory 103 to the primary and secondary cache memories 10 and 11.

【0248】次に、図21及び図22, 図23に示されている
本発明のデータ処理システムの第10の発明の実施例の動
作、特にキャッシュメモリの動作について説明する。
Next, the operation of the tenth embodiment of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 21, 22, and 23, particularly the operation of the cache memory, will be described.

【0249】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、アドレスバス60を介して
1次,2次キャッシュメモリ10, 11双方に対して同時に
データリードアクセスが実行される。このデータリード
アクセス(104) に対するデータが1次キャッシュメモリ
10に存在しない場合、1次キャッシュメモリ10のキャッ
シュヒット/ミス信号生成部44からディセーブルのキャ
ッシュリードヒット信号46が出力されて2次キャッシュ
メモリ11のキャッシュヒット/ミス信号生成部44に入力
される。2次キャッシュメモリ11内にもそのデータ存在
しない場合、2次キャッシュメモリ11のキャッシュヒッ
ト/ミス信号生成部44からキャッシュミス信号50が出力
されて、主記憶103 に対してデータリードアクセス(10
6) が行われる。
When a data read access request is issued in the data processor 100, a data read access is simultaneously executed to both the primary and secondary cache memories 10 and 11 via the address bus 60. The data for this data read access (104) is the primary cache memory.
If not present in the cache memory 10, the cache hit / miss signal generation unit 44 of the primary cache memory 10 outputs the disabled cache read hit signal 46 and the cache hit / miss signal generation unit 44 of the secondary cache memory 11 is input. It If the data does not exist also in the secondary cache memory 11, the cache hit / miss signal generation unit 44 of the secondary cache memory 11 outputs the cache miss signal 50, and the data read access (10
6) is performed.

【0250】このデータリードアクセス(106) により主
記憶103 から読み出されたデータは、データバス63から
2次キャッシュメモリ11のラインバッファ35に入力さ
れ、更にバイパス経路64を通じてデータバス67へ出力さ
れてデータ処理装置100 へ転送される。これと同時に、
データバス67のデータはバイパス経路66とデータバス65
とを通じて1次キャッシュメモリ10のラインバッファ35
へ転送されて一旦保持される。そして、1次キャッシュ
メモリ10のラインバッファ35に保持されたデータは、1
次キャッシュメモリ10のキャッシュヒット/ミス信号生
成部44から出力されたキャッシュミス信号47によりラッ
チ34に登録されているタグと共に1次キャッシュメモリ
10に登録される。
The data read from the main memory 103 by this data read access (106) is input to the line buffer 35 of the secondary cache memory 11 from the data bus 63 and further output to the data bus 67 through the bypass path 64. Are transferred to the data processing device 100. At the same time,
Data on data bus 67 is bypassed 66 and data bus 65
Through the line buffer 35 of the primary cache memory 10
Is transferred to and held once. The data held in the line buffer 35 of the primary cache memory 10 is 1
The primary cache memory together with the tag registered in the latch 34 by the cache miss signal 47 output from the cache hit / miss signal generator 44 of the secondary cache memory 10.
Registered in 10.

【0251】以上のように、データ処理装置100 からの
データリードアクセス要求に対するデータがいずれのキ
ャッシュメモリ10, 11にも存在しない場合には、主記憶
103から読み出されたデータが1次キャッシュメモリ10
にのみ転送・登録(9) される。
As described above, when the data for the data read access request from the data processor 100 does not exist in any of the cache memories 10 and 11, the main memory
The data read from 103 is the primary cache memory 10
Will be transferred and registered (9) only.

【0252】また、その登録の際に1次キャッシュメモ
リ10に登録不可能なデータが発生した場合、換言すれば
1次キャッシュメモリ10の4ウェイの全てのラインにデ
ータが登録されており、更に新たなデータ登録が行われ
るために4ウェイのいずれかのデータに上書きしなけれ
ばならない場合、そのデータは1次キャッシュメモリ10
の出力バッファ36に一時的に保持される。そして、デー
タバス67が使用されていないタイミングを見計らって、
1次キャッシュメモリ10の出力バッファ制御回路45が信
号49を出力することにより出力バッファ36のデータはデ
ータバス67へ出力される。
If unregisterable data is generated in the primary cache memory 10 during the registration, in other words, the data is registered in all 4-way lines of the primary cache memory 10. If any of the 4-way data needs to be overwritten in order to register new data, the data is stored in the primary cache memory 10
Is temporarily stored in the output buffer 36 of the. Then, looking at the timing when the data bus 67 is not used,
The output buffer control circuit 45 of the primary cache memory 10 outputs the signal 49, whereby the data of the output buffer 36 is output to the data bus 67.

【0253】このようにしてデータバス67へ出力された
データはバイパス経路64とデータバス63とを通じて2次
キャッシュメモリ11のラインバッファに35に保持され、
1次キャッシュメモリ10の出力バッファ制御回路から出
力される信号48によりタグと共に2次キャッシュメモリ
11に登録される。
The data thus output to the data bus 67 is held in the line buffer 35 of the secondary cache memory 11 in the line buffer 35 through the bypass path 64 and the data bus 63.
The signal 48 output from the output buffer control circuit of the primary cache memory 10 causes the secondary cache memory together with the tag.
Registered in 11.

【0254】図24のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第11の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図24において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は1次キャッシュメモリ10に接続された2次
キャッシュメモリを、103 は1次キャッシュメモリ10に
接続された主記憶をそれぞれ示している。
A block diagram of FIG. 24 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the eleventh invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 24, reference numeral 100 indicates a data processing device,
Reference numeral 10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 11 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 10, and 103 is a main memory connected to the primary cache memory 10. There is.

【0255】以下、図24のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第11の発明の実施例の動作
について説明する。
The operation of the 11th embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 24 will be described below.

【0256】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、まず1次キャッシュメモ
リ10に対してデータリードアクセス(104) が行われる。
そして、1次キャッシュメモリ10においてキャッシュミ
スが発生した場合、1次キャッシュメモリ10から2次キ
ャッシュメモリ11と主記憶103 とに対して同時にデータ
リードアクセス(105) が行われる。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory 10.
When a cache miss occurs in the primary cache memory 10, data read access (105) is simultaneously performed from the primary cache memory 10 to the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0257】2次キャッシュメモリ11でキャッシュリー
ドミスが発生した場合、主記憶103から読み出されたデ
ータは2次キャッシュメモリ11を介さずに直接1次キャ
ッシュメモリ10に転送・登録(9) された上でデータ処理
装置100 へ転送(110) される。この主記憶103 から1次
キャッシュメモリ10にデータを直接登録する一連の処理
(9) の過程において1次キャッシュメモリ10に登録不可
能なデータが発生した場合、2次キャッシュメモリ11に
そのデータが転送・登録(8) される。
When a cache read miss occurs in the secondary cache memory 11, the data read from the main memory 103 is transferred / registered (9) directly to the primary cache memory 10 without going through the secondary cache memory 11. The data is transferred (110) to the data processing device 100. A series of processes for directly registering data from the main memory 103 to the primary cache memory 10.
If unregisterable data occurs in the primary cache memory 10 in the process of (9), the data is transferred / registered (8) in the secondary cache memory 11.

【0258】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して2次キャッシュメモリ11でキ
ャッシュリードヒットした場合、そのヒットデータは1
次キャッシュメモリ10に転送・登録(111) され、その
後、データ処理装置100 へ転送(110) される。この際、
主記憶103 から読み出されたデータはキャンセルされ
る。
When a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11 in response to a data read access request from the data processor 100, the hit data is 1
The data is transferred and registered (111) in the next cache memory 10, and then transferred (110) to the data processing device 100. On this occasion,
The data read from the main memory 103 is canceled.

【0259】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して1次キャッシュメモリ10でキ
ャッシュリードヒットした場合、そのヒットデータはデ
ータ処理装置100 へ直接転送(110) される。この際、2
次キャッシュメモリ11と主記憶103 とに対するデータリ
ードアクセスは行われない。
When a cache read hit occurs in the primary cache memory 10 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is directly transferred (110) to the data processing device 100. At this time, 2
Data read access to the next cache memory 11 and the main memory 103 is not performed.

【0260】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ10に対して
も、2次キャッシュメモリ11と主記憶103 とに対しても
データライトアクセス(104, 105) が行われる。
When a data write access request is issued in the data processor 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary cache memory 10 must be Data write access (104, 105) is also performed to the secondary cache memory 11 and the main memory 103.

【0261】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108の経路で1次,2次
キャッシュメモリ10, 11、更に主記憶103 へ転送され
る。このような処理により、ライトスルー方式のキャッ
シュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data written at this time is transferred from the data processor 100 to the primary and secondary cache memories 10 and 11 and further to the main memory 103 by the route of reference numeral 107 → 108. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0262】図25のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第12の発明の一実施例として2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
す。図25において、参照符号100 はデータ処理装置を、
10はデータ処理装置100 に接続された1次キャッシュメ
モリを、11は同様にデータ処理装置100 に接続された2
次キャッシュメモリを、103 は1次キャッシュメモリ10
に接続された主記憶をそれぞれ示している。
A block diagram of FIG. 25 shows a configuration example of a data processing system having a two-level cache memory as an embodiment of the twelfth invention of the data processing system of the present invention. In FIG. 25, reference numeral 100 indicates a data processing device,
Reference numeral 10 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, and 11 is similarly connected to the data processing device 100.
The next cache memory, 103 is the primary cache memory 10
The main memory connected to each is shown.

【0263】以下、図25のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第12の発明の実施例の動作
について説明する。
The operation of the twelfth embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 25 will be described below.

【0264】データ処理装置100 においてデータリード
アクセス要求が発生した場合、その要求は1次,2次キ
ャッシュメモリ10, 11双方に同時に行われる。1次,2
次キャッシュメモリ10, 11双方でそのデータリードアク
セス要求に対するデータが存在しない場合、1次キャッ
シュメモリ10は主記憶103 に対してデータリードアクセ
ス(106) を行う。
When a data read access request is issued in the data processing device 100, the request is simultaneously issued to both the primary and secondary cache memories 10 and 11. Primary, 2
When there is no data corresponding to the data read access request in both the secondary cache memories 10 and 11, the primary cache memory 10 performs a data read access (106) to the main memory 103.

【0265】そして主記憶103 から読み出されたデータ
は、直接1次キャッシュメモリ10に転送・登録(9) され
た上でデータ処理装置100 へ転送(110) される。主記憶
103から1次キャッシュメモリ10にデータ登録が行われ
る際に1次キャッシュメモリ10に登録不可能なデータが
発生した場合、そのデータは2次キャッシュメモリ11
に転送・登録(8) される。
The data read from the main memory 103 is directly transferred / registered (9) to the primary cache memory 10 and then transferred (110) to the data processing device 100. Main memory
When data that cannot be registered in the primary cache memory 10 occurs when data is registered in the primary cache memory 10 from 103, the data is stored in the secondary cache memory 11
Will be transferred and registered (8).

【0266】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセスに対して2次キャッシュメモリ11でキャッ
シュリードヒットした場合には、そのヒットデータはデ
ータ処理装置100 へ転送(110) されると同時に1次キャ
ッシュメモリ10にも転送・登録(111) される。この際、
主記憶103 に対するデータリードアクセスは行われな
い。
When a cache read hit occurs in the secondary cache memory 11 in response to a data read access from the data processing device 100, the hit data is transferred (110) to the data processing device 100 and at the same time the primary data is read. It is also transferred and registered (111) in the cache memory 10. On this occasion,
No data read access is made to the main memory 103.

【0267】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して1次キャッシュメモリ10でキ
ャッシュリードヒットした場合、そのヒットデータはデ
ータ処理装置100 に直接転送(110) されると同時に2次
キャッシュメモリ11からのデータ出力は禁止される。こ
の際、主記憶103 に対するデータリードアクセスは行わ
れない。
When a cache read hit occurs in the primary cache memory 10 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is directly transferred (110) to the data processing device 100 and at the same time the secondary data is read. Data output from the cache memory 11 is prohibited. At this time, the data read access to the main memory 103 is not performed.

【0268】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ10, 11共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次,2次キャッシュメモリ10, 11
に対しても、主記憶103 に対してもデータライトアクセ
ス(104, 106)が行われる。
When a data write access request is issued in the data processor 100, if both the primary and secondary cache memories 10 and 11 are write-through type cache memories, the primary and secondary cache memories 10 and 11 must be 11
Data write access (104, 106) is also performed to the main memory 103.

【0269】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108の経路で1次,2次
キャッシュメモリ10, 11、更に主記憶103 へ転送され
る。このような処理により、ライトスルー方式のキャッ
シュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data written at this time is transferred from the data processing device 100 to the primary and secondary cache memories 10 and 11 and further to the main memory 103 by the route of reference numeral 107 → 108. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0270】図26のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第13の発明の一実施例としてディマンド型の
1次キャッシュメモリ20とプリフェッチ型の2次キャッ
シュメモリ21とをデータ処理装置100 と主記憶103 との
間に階層的に備えたデータ処理システムの構成例を示
す。
In the block diagram of FIG. 26, a demand type primary cache memory 20 and a prefetch type secondary cache memory 21 are shown as a data processing device 100 as one embodiment of a thirteenth invention of the data processing system of the present invention. A configuration example of a data processing system provided hierarchically with the main memory 103 will be shown.

【0271】図26において、参照符号 100はデータ処理
装置を、20はデータ処理装置100 に接続されたディマン
ド型の1次キャッシュメモリを、21は1次キャッシュメ
モリ20に接続されたプリフェッチ型の2次キャッシュメ
モリを、103 は2次キャッシュメモリに接続された主記
憶をそれぞれ示している。
In FIG. 26, reference numeral 100 is a data processing device, 20 is a demand type primary cache memory connected to the data processing device 100, and 21 is a prefetch type 2 connected to the primary cache memory 20. A secondary cache memory and 103 are main memories connected to the secondary cache memory.

【0272】ここで、ディマンド型のキャッシュメモリ
とは、外部からアクセス要求されたデータのみを登録す
るキャッシュメモリのことである。一方、プリフェッチ
型のキャッシュメモリとは、外部からアクセス要求され
たデータのみならず、そのデータに連続するいくつかの
データをも前もって登録するキャッシュメモリのことで
ある。
Here, the demand type cache memory is a cache memory in which only data requested to be accessed from the outside is registered. On the other hand, the prefetch type cache memory is a cache memory in which not only data requested to be accessed from the outside but also some data consecutive to the data are registered in advance.

【0273】以下、図26のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第13の発明の実施例の動作
について説明する。
The operation of the thirteenth embodiment of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 26 will be described below.

【0274】データ処理装置100 においてデータ(A) に
対するリードアクセス要求が発生した場合、まず1次キ
ャッシュメモリ20に対してデータリードアクセス(104)
が行われる。1次キャッシュメモリ20内にデータ(A) が
存在せずキャッシュミスが発生した場合、1次キャッシ
ュメモリ20から2次キャッシュメモリ21に対してデータ
リードアクセス(105) が行われる。この際のデータリー
ドアクセス(105) は、1次キャッシュメモリ20がディマ
ンド型のキャッシュメモリであるので、データ(A) のみ
に対するリードアクセスが出力される。2次キャッシュ
メモリ21においてもキャッシュミスが発生した場合、2
次キャッシュメモリ21から主記憶103 に対してデータリ
ードアクセス(106) が行われる。
When a read access request for data (A) is issued in the data processing device 100, first, a data read access (104) is made to the primary cache memory 20.
Is done. When data (A) does not exist in the primary cache memory 20 and a cache miss occurs, a data read access (105) is performed from the primary cache memory 20 to the secondary cache memory 21. In the data read access (105) at this time, since the primary cache memory 20 is a demand type cache memory, the read access to only the data (A) is output. If a cache miss also occurs in the secondary cache memory 21, 2
A data read access (106) is performed from the next cache memory 21 to the main memory 103.

【0275】この際のデータリードアクセス(106) は、
2次キャッシュメモリ21がプリフェッチ型のキャッシュ
メモリであるので、データ(A) とそれに連続するデータ
(B)とに対しても行われる。このデータリードアクセス
(106) に対して主記憶103 から読み出されたデータ(A)
は、2次キャッシュメモリ21には登録されずに1次キャ
ッシュメモリ20にのみ転送・登録(9) された上でデータ
処理装置100 へ転送(110) される。また、データ(A) に
連続するデータ(B) も主記憶103 から読み出されて2次
キャッシュメモリ21にのみ転送・登録(15)される。
At this time, the data read access (106) is
Since the secondary cache memory 21 is a prefetch type cache memory, the data (A) and the data continuous with it
It is also done for (B). This data read access
Data (A) read from main memory 103 for (106)
Is not registered in the secondary cache memory 21, is transferred and registered (9) only in the primary cache memory 20, and is then transferred (110) to the data processing device 100. Further, the data (B) following the data (A) is also read from the main memory 103 and transferred / registered (15) only to the secondary cache memory 21.

【0276】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して2次キャッシュメモリ21でキ
ャッシュヒットした場合、そのヒットデータは1次キャ
ッシュメモリ20に転送・登録(111) された上でデータ処
理装置100 へ転送(110) される。この際、主記憶103 に
対するデータリードアクセスは行われない。
When a cache hit occurs in the secondary cache memory 21 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is transferred / registered (111) in the primary cache memory 20 and then the data is transferred. It is transferred (110) to the processing device 100. At this time, the data read access to the main memory 103 is not performed.

【0277】また、データ処理装置100 からのデータリ
ードアクセス要求に対して1次キャッシュメモリ20でキ
ャッシュヒットした場合、そのヒットデータはそのまま
データ処理装置100 へ転送(110) される。この際、2次
キャッシュメモリ21及び主記憶103 に対するデータリー
ドアクセスは行われない。
When a cache hit occurs in the primary cache memory 20 in response to a data read access request from the data processing device 100, the hit data is transferred (110) to the data processing device 100 as it is. At this time, the data read access to the secondary cache memory 21 and the main memory 103 is not performed.

【0278】また、主記憶103 から1次キャッシュメモ
リ20にデータを転送・登録(9) する際に1次キャッシュ
メモリ20に登録不可能なデータが発生した場合は、2次
キャッシュメモリ21にそのデータが登録(8) される。
When data that cannot be registered in the primary cache memory 20 occurs when data is transferred / registered (9) from the main memory 103 to the primary cache memory 20, that data is stored in the secondary cache memory 21. Data is registered (8).

【0279】また、データ処理装置100 においてデータ
ライトアクセス要求が発生した場合、1次,2次キャッ
シュメモリ20, 21共にライトスルー方式のキャッシュメ
モリであれば、必ず1次キャッシュメモリ20に対して
も、2次キャッシュメモリ21に対しても、主記憶103 に
対してもデータライトアクセス(104, 105, 106) が行わ
れる。
When a data write access request is issued in the data processing device 100, if both the primary and secondary cache memories 20 and 21 are write-through type cache memories, the primary cache memory 20 is guaranteed. Data write access (104, 105, 106) is performed for both the secondary cache memory 21 and the main memory 103.

【0280】この際にライトされるデータは、データ処
理装置100 から参照符号107 →108→109 の経路で1
次,2次キャッシュメモリ20, 21、更に主記憶103 へ転
送される。このような処理により、ライトスルー方式の
キャッシュメモリでは、データの一貫性が維持される。
The data written at this time is 1 from the data processing device 100 through the route of reference numeral 107 → 108 → 109.
The data is transferred to the secondary and secondary cache memories 20 and 21, and further to the main memory 103. By such processing, data consistency is maintained in the write-through cache memory.

【0281】図27の回路図に、本発明のデータ処理シス
テムの第14の発明の一実施例に備えられているプリフェ
ッチ型の2次キャッシュメモリ21がプリフェッチを行う
べきか否かを判断するプリフェッチ抑制回路の構成につ
いて説明する。
In the circuit diagram of FIG. 27, the prefetch for judging whether or not the prefetch type secondary cache memory 21 provided in the embodiment of the fourteenth invention of the data processing system of the present invention should perform the prefetch. The configuration of the suppression circuit will be described.

【0282】この第14の発明のデータ処理システムは、
図26に示されている第13の発明のデータ処理システムに
おいて、データ(A) に連続するデータ(B) が主記憶103
上になく、カウンタ等のキャッシング不適当な領域に存
在する場合があるため、そのような場合にプリフェッチ
型の2次キャッシュメモリ21がプリフェッチを行うべき
か否かを判断するためである。
The data processing system of the fourteenth invention is
In the data processing system of the thirteenth invention shown in FIG. 26, the data (B) continuous with the data (A) is stored in the main memory 103.
This is because there is a case where the cache is not on the upper side and a cache or the like is in an inappropriate area, and in such a case, the prefetch type secondary cache memory 21 determines whether or not to perform prefetch.

【0283】図27において、参照符号70はプリフェッチ
抑制回路を示しており、2次キャッシュメモリ21内に備
えられている。このプリフェッチ抑制回路70は、キャッ
シング不適当なアドレス、たとえば I/Oアドレスを記憶
する I/Oレジスタ71と、 I/Oレジスタが有効である場合
にセットされるレジスタイネーブルビット72とで主とし
て構成されている。また、参照符号73はプリフェッチ抑
制回路イネーブル信号を、74はプリフェッチ禁止信号74
をそれぞれ示している。
In FIG. 27, reference numeral 70 indicates a prefetch suppressing circuit, which is provided in the secondary cache memory 21. This prefetch suppression circuit 70 is mainly composed of an I / O register 71 that stores an address inappropriate for caching, for example, an I / O address, and a register enable bit 72 that is set when the I / O register is valid. ing. Further, reference numeral 73 is a prefetch suppression circuit enable signal, and 74 is a prefetch inhibit signal 74.
Are shown respectively.

【0284】I/Oレジスタ71は図27において左右方向の
一列で一つのアドレスを記憶するレジスタを構成し、そ
れぞれにレジスタイネーブルビット72が付属している。
そして、このプリフェッチ抑制回路70にアクセス対象の
アドレス (フェッチアドレス) が入力されると、レジス
タイネーブルビット72がアクティブであり且つアドレス
が一致するとそれぞれのレジスタが付属するレジスタイ
ネーブルビット72を介して接地される。従って、プリフ
ェッチ抑制回路イネーブル信号73がハイレベルであれ
ば、フェッチアドレスが I/Oアドレスと一致する場合に
はプリフェッチ禁止信号74としてローレベルの信号が、
不一致である場合にはハイレベルの信号がそれぞれ出力
される。
The I / O register 71 constitutes a register for storing one address in one column in the left-right direction in FIG. 27, and a register enable bit 72 is attached to each of them.
When an address to be accessed (fetch address) is input to the prefetch suppression circuit 70, when the register enable bit 72 is active and the addresses match, each register is grounded via the associated register enable bit 72. It Therefore, if the prefetch suppression circuit enable signal 73 is high level, if the fetch address matches the I / O address, a low level signal is output as the prefetch inhibit signal 74.
If they do not match, a high level signal is output.

【0285】次に、図26及び図27に示されている本発明
のデータ処理システムの第14の発明の実施例の動作、特
にプリフェッチ抑制回路70の動作について説明する。
The operation of the fourteenth embodiment of the data processing system of the present invention shown in FIGS. 26 and 27, particularly the operation of the prefetch suppressing circuit 70, will be described below.

【0286】データ処理装置100 においてデータ(A) に
対するリードアクセス要求が発生した場合、まず1次キ
ャッシュメモリ20に対してデータリードアクセス(104)
が行われる。そして、1次キャッシュメモリ20内にデー
タ(A) が存在せずキャッシュミスが発生した場合、1次
キャッシュメモリ20から2次キャッシュメモリ21に対し
てデータリードアクセス(105) が行われる。この際のデ
ータリードアクセス(105) は、1次キャッシュメモリ20
がディマンド型のキャッシュメモリであるので、データ
(A) のみに対して行われる。更に、2次キャッシュメモ
リ21においてもキャッシュミスが発生した場合、2次キ
ャッシュメモリ21から主記憶103 に対してデータリード
アクセス(106) が行われる。
When a read access request for data (A) is issued in the data processing device 100, first, a data read access (104) to the primary cache memory 20.
Is done. If no data (A) exists in the primary cache memory 20 and a cache miss occurs, a data read access (105) is made from the primary cache memory 20 to the secondary cache memory 21. The data read access (105) at this time is performed by the primary cache memory 20.
Since it is a demand type cache memory,
Only for (A). Further, if a cache miss also occurs in the secondary cache memory 21, a data read access (106) is made from the secondary cache memory 21 to the main memory 103.

【0287】この際のデータリードアクセス(106) は、
2次キャッシュメモリ21がプリフェッチ型のキャッシュ
メモリであるので、本来のアクセス対象であるデータ
(A) のみならずそれに連続するデータ(B) に対しても行
われる。このため、プリフェッチされるデータ(B) のア
ドレスがプリフェッチ抑制回路70で I/Oレジスタ71と比
較される。この際、プリフェッチ抑制回路イネーブル信
号73はハイレベルにされるので、データ(B) のアドレス
が I/O領域であればプリフェッチ禁止信号74はハイレベ
ルになり、データ(B) のアドレスが I/O領域でなければ
プリフェッチ禁止信号74はローレベルになる。
At this time, the data read access (106) is
Since the secondary cache memory 21 is a prefetch type cache memory, the data to be originally accessed
This is done not only for (A) but also for data (B) that follows it. Therefore, the address of the prefetched data (B) is compared with the I / O register 71 in the prefetch suppression circuit 70. At this time, since the prefetch suppression circuit enable signal 73 is set to the high level, if the data (B) address is in the I / O area, the prefetch inhibit signal 74 is set to the high level and the data (B) address is set to the I / O area. If it is not in the O region, the prefetch prohibition signal 74 becomes low level.

【0288】2次キャッシュメモリ21では、プリフェッ
チ禁止信号74がローレベルである場合にそのフェッチア
ドレスはプリフェッチ可能と判断して主記憶103 に対す
るアクセスを実行する。そして、データリードアクセス
(106) に対して主記憶103 から読み出されたデータ(A)
は2次キャッシュメモリ21には登録されずに1次キャッ
シュメモリ20にのみ転送・登録(9) されてデータ処理装
置100 へ転送(110) される。また、データ(A) に連続す
るデータ(B) は2次キャッシュメモリ21にのみ転送・登
録(15)される。
In the secondary cache memory 21, when the prefetch inhibit signal 74 is at low level, the fetch address is judged to be prefetchable, and the main memory 103 is accessed. And data read access
Data (A) read from main memory 103 for (106)
Is not registered in the secondary cache memory 21, is transferred / registered (9) only in the primary cache memory 20, and is transferred (110) to the data processing device 100. Further, the data (B) following the data (A) is transferred / registered (15) only in the secondary cache memory 21.

【0289】また、データ(B) が I/O領域である場合は
プリフェッチ禁止信号74はハイレベルになってデータ
(A) に連続するデータ(B) はアクセスされず、2次キャ
ッシュメモリ21には登録されない。以上のようなプリフ
ェッチ抑制回路70の動作によりI/O領域のフェッチが回
避される。
If the data (B) is in the I / O area, the prefetch inhibit signal 74 goes high and the data
The data (B) following the data (A) is not accessed and is not registered in the secondary cache memory 21. By the operation of the prefetch suppressing circuit 70 as described above, fetching of the I / O area is avoided.

【0290】図28のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第15及び第16の発明の一実施例としてマルチ
プロセッサシステムに適用した場合の実施例を示す。図
28において、参照符号100aは第1のデータ処理装置を、
100bは第2のデータ処理装置を、100cは内蔵キャッシュ
メモリを備えた第3のデータ処理装置をそれぞれ示して
いる。
The block diagram of FIG. 28 shows an embodiment of the data processing system of the present invention when applied to a multiprocessor system as an embodiment of the 15th and 16th inventions. Figure
In FIG. 28, reference numeral 100a indicates a first data processing device,
Reference numeral 100b indicates a second data processing device, and reference numeral 100c indicates a third data processing device having a built-in cache memory.

【0291】参照符号 20aは第1のデータ処理装置100a
と接続された第1系列の1次キャッシュメモリを、 20b
は第2のデータ処理装置100bと接続された第2系列の1
次キャッシュメモリを、 21aは第1系列の1次キャッシ
ュメモリ20a と接続された第1系列の2次キャッシュメ
モリを、 21bは第2系列の1次キャッシュメモリ20bと
接続された第2系列の2次キャッシュメモリを、 21cは
第3のデータ処理装置100cと接続された第3系列の2次
キャッシュメモリをそれぞれ示している。
Reference numeral 20a is the first data processing device 100a.
The primary cache memory of the first series connected to
Is one of the second series connected to the second data processing device 100b.
The secondary cache memory, 21a is the first series secondary cache memory connected to the first series primary cache memory 20a, and 21b is the second series secondary cache memory connected to the second series primary cache memory 20b. The secondary cache memory 21c is a secondary cache memory of the third series connected to the third data processor 100c.

【0292】また、参照符号22は第1系列の2次キャッ
シュメモリ21a,び第2系列の2次キャッシュメモリ21b
及び第3系列の2次キャッシュメモリ21c と接続された
3次キャッシュメモリを、23は3次キャッシュメモリ22
と接続された4次キャッシュメモリを、 103は4次キャ
ッシュメモリ23と接続された主記憶をそれぞれ示してい
る。
Reference numeral 22 is a first series secondary cache memory 21a and a second series secondary cache memory 21b.
And a tertiary cache memory connected to the secondary cache memory 21c of the third series, 23 is a tertiary cache memory 22
Is a quaternary cache memory connected to, and 103 is a main memory connected to the quaternary cache memory 23.

【0293】以下、図28のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第15及び第16の発明の実施
例の動作について説明する。なお、第15の発明は前述の
図11及び図12, 13に示されている第4の発明をマルチプ
ロセッサシステムに適用した発明であり、第16の発明は
前述の図1及び図2, 図3に示されている第1の発明を
マルチプロセッサシステムに適用した例である。
The operation of the 15th and 16th embodiments of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 28 will be described below. The fifteenth invention is an invention in which the fourth invention shown in FIGS. 11 and 12 and 13 is applied to a multiprocessor system, and the 16th invention is described in FIGS. 3 is an example in which the first invention shown in FIG. 3 is applied to a multiprocessor system.

【0294】第15の発明のデータ処理システムでは、第
1のデータ処理装置100aが主記憶103 にのみ存在するデ
ータ(A) のデータリードアクセス要求を発生すると、ま
ず第1系列の1次キャッシュメモリ20a はキャッシュミ
スを発生して第1系列の2次キャッシュメモリ21a をア
クセスする。しかし、この第1系列の2次キャッシュメ
モリ21a もキャッシュミスを発生して3次キャッシュメ
モリ22をアクセスする。更に、この3次キャッシュメモ
リ22もキャッシュミスを発生して4次キャッシュメモリ
23をアクセスする。しかし、この4次キャッシュメモリ
23もキャッシュミスを発生して主記憶103 をアクセスす
る。これにより、主記憶103 からデータ(A) が3次キャ
ッシュメモリ22と第1系列の1次キャッシュメモリ20a
とに登録される。
In the data processing system of the fifteenth invention, when the first data processing device 100a issues a data read access request for data (A) existing only in the main memory 103, first the primary cache memory of the first series. 20a accesses the first-level secondary cache memory 21a by causing a cache miss. However, the first series secondary cache memory 21a also causes a cache miss and accesses the tertiary cache memory 22. In addition, this third-level cache memory 22 also causes a cache miss to cause a fourth-level cache memory.
Access 23. However, this 4th level cache memory
23 also makes a cache miss and accesses the main memory 103. As a result, the data (A) from the main memory 103 is stored in the tertiary cache memory 22 and the primary cache memory 20a of the first series.
To be registered with.

【0295】次に、上述の状態で第2のデータ処理装置
100bがデータ(A) のデータリードアクセス要求を発生す
ると、まず第2系列の1次キャッシュメモリ20b がキャ
ッシュミスを発生して第2系列の2次キャッシュメモリ
21b をアクセスする。しかし、この第2系列の2次キャ
ッシュメモリ21b もキャッシュミスを発生して3次キャ
ッシュメモリ22をアクセスする。
Next, in the above-mentioned state, the second data processor
When 100b issues a data read access request for data (A), first, the second series primary cache memory 20b causes a cache miss, and the second series secondary cache memory.
Access 21b. However, the secondary cache memory 21b of the second series also causes a cache miss and accesses the tertiary cache memory 22.

【0296】第15の発明までの各発明のデータ処理シス
テムでは、次に主記憶103 がアクセスされるが、第15の
発明のデータ処理システムでは3次キャッシュメモリ22
でキャッシュヒットするので、第2のデータ処理装置10
0bはデータ(A) をより迅速にリードする事ができる。
In the data processing system of each invention up to the fifteenth invention, the main memory 103 is accessed next, but in the data processing system of the fifteenth invention, the third-level cache memory 22 is used.
Since there is a cache hit in the second data processing device 10
0b can read data (A) more quickly.

【0297】また、上述の第2のデータ処理装置100bに
よるデータのアクセスで3次キャッシュメモリ22がキャ
ッシュヒットしたが、第15の発明のデータ処理システム
では3次キャッシュメモリ22のデータ(A) は無効化され
ない。従って、第3のデータ処理装置100cによるデータ
(A) のデータリードアクセスが発生した場合にも、主記
憶103 までアクセスされずに3次キャッシュメモリ22で
キャッシュヒットするため、高速なデータアクセスが可
能になる。
Further, although the tertiary cache memory 22 has a cache hit due to the data access by the second data processing device 100b described above, in the data processing system of the fifteenth invention, the data (A) in the tertiary cache memory 22 is Not disabled. Therefore, the data from the third data processing device 100c
Even when the data read access of (A) occurs, a high-speed data access is possible because a cache hit occurs in the tertiary cache memory 22 without accessing the main memory 103.

【0298】図29のブロック図に、本発明のデータ処理
システムの第17及び第18の発明の一実施例として多階層
のキャッシュメモリを備え、且つアドレススヌープ機能
を有するデータ処理システムの構成例を示す。
FIG. 29 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system having a multi-level cache memory and having an address snoop function as one embodiment of the seventeenth and eighteenth inventions of the data processing system of the present invention. Show.

【0299】図29において、参照符号100 はデータ処理
装置を、20はデータ処理装置100 と接続された1次キャ
ッシュメモリを、21は1次キャッシュメモリ20と接続さ
れた2次キャッシュメモリを、22は2次キャッシュメモ
リ21と接続された3次キャッシュメモリを、103 は3次
キャッシュメモリ22及びデータ処理装置100 と接続され
た主記憶を、 115は主記憶103 と接続されていて主記憶
103 の内容を書き換えることが可能な他の処理装置をそ
れぞれ示している。
In FIG. 29, reference numeral 100 is a data processing device, 20 is a primary cache memory connected to the data processing device 100, 21 is a secondary cache memory connected to the primary cache memory 20, 22 Is a tertiary cache memory connected to the secondary cache memory 21, 103 is a main memory connected to the tertiary cache memory 22 and the data processing device 100, and 115 is a main memory connected to the main memory 103.
Other processing devices capable of rewriting the contents of 103 are respectively shown.

【0300】以下、図29のブロック図に示されている本
発明のデータ処理システムの第17及び第18の発明の実施
例の動作について説明する。
The operation of the seventeenth and eighteenth embodiments of the data processing system of the present invention shown in the block diagram of FIG. 29 will be described below.

【0301】まず説明の簡略化のために、アドレススヌ
ープの基本的な機能について説明する。主記憶103 のデ
ータ(A) をたとえば2次キャッシュメモリ21が記憶して
いる状態において他の処理装置115 が主記憶103 のデー
タ(A) を(AA)に書き換えた場合、2次キャッシュメモリ
21に登録されている内容と主記憶103 の内容とが異なる
状態が生じる。このような主記憶103 と各キャッシュメ
モリとの間でのデータの不一致を回避するため、各キャ
ッシュメモリは主記憶103 中のデータがデータ処理装置
100 以外の装置によって書き換えられた場合には対応す
るデータを書き換える必要が生じる。
First, for simplification of description, the basic function of the address snoop will be described. When the data (A) in the main memory 103 is stored in the secondary cache memory 21, for example, when another processor 115 rewrites the data (A) in the main memory 103 to (AA), the secondary cache memory
A state occurs in which the contents registered in 21 and the contents of the main memory 103 are different. In order to avoid such a data inconsistency between the main memory 103 and each cache memory, each cache memory uses the data in the main memory 103 as a data processing device.
When rewritten by a device other than 100, the corresponding data needs to be rewritten.

【0302】従来の複数のキャッシュメモリを備えたデ
ータ処理システムであれば、複数のキャッシュメモリが
同一のデータを保持しているので、上述のようなアドレ
ススヌープに際しては全てのキャッシュメモリにデータ
書換えのための起動がかけられる。このように、全ての
キャッシュメモリを一斉に起動するとデータ処理システ
ム全体としての消費電力が増大する。
In the conventional data processing system having a plurality of cache memories, since a plurality of cache memories hold the same data, it is necessary to rewrite data in all the cache memories at the time of address snooping as described above. To start. In this way, if all the cache memories are activated at the same time, the power consumption of the entire data processing system will increase.

【0303】しかし、本発明のデータ処理システムの第
17及び第18の発明では、複数のキャッシュメモリが重複
してデータを持つことはないので、全てのキャッシュメ
モリを起動する必要はない。以下に具体的に説明する。
However, in the data processing system of the present invention,
In the seventeenth and eighteenth inventions, since a plurality of cache memories do not have overlapping data, it is not necessary to activate all the cache memories. This will be specifically described below.

【0304】第17の発明のデータ処理システムでは、他
の処理装置115 が主記憶103 のデータ(A) を(AA)に書き
換えた場合、まず1次キャッシュメモリ20は自身がデー
タ(A) を保持しているか否かを判断する。この結果、1
次キャッシュメモリ20はデータ(A) を保持していないの
で、下段の2次キャッシュメモリ21にデータ(A) の書き
換えを指示する。
In the data processing system of the seventeenth invention, when another processing device 115 rewrites the data (A) in the main memory 103 to (AA), the primary cache memory 20 firstly writes the data (A). It is judged whether or not it holds. As a result, 1
Since the secondary cache memory 20 does not hold the data (A), the secondary cache memory 21 in the lower stage is instructed to rewrite the data (A).

【0305】次に2次キャッシュメモリ21は自身がデー
タ(A) を保持しているか否かを判断する。この結果、2
次キャッシュメモリ21はデータ(A) を保持しているの
で、データ(A) を無効化する。2次キャッシュメモリ21
より下段の各キャッシュメモリにはデータ(A) は保持さ
れていないので、3次キャッシュメモリ22は起動されな
い。従って、消費電力の低減が計れる。
Next, the secondary cache memory 21 determines whether or not the secondary cache memory 21 itself holds the data (A). As a result, 2
Since the next cache memory 21 holds the data (A), the data (A) is invalidated. Secondary cache memory 21
Since the data (A) is not held in each cache memory in the lower stage, the tertiary cache memory 22 is not activated. Therefore, the power consumption can be reduced.

【0306】また第18の発明のデータ処理システムで
は、他の処理装置115 が主記憶103 のデータ(A) を(AA)
に書き換えた場合、まず3次キャッシュメモリ22は自身
がデータ(A) を保持しているか否かを判断する。この結
果、3次キャッシュメモリ22はデータ(A) を保持してい
ないので、上段の2次キャッシュメモリ21にデータ(A)
の書き換えを指示する。
Further, in the data processing system of the eighteenth invention, another processing device 115 converts the data (A) in the main memory 103 into (AA).
When it is rewritten to, the third-level cache memory 22 first judges whether or not it holds the data (A). As a result, since the tertiary cache memory 22 does not hold the data (A), the secondary cache memory 21 in the upper stage has the data (A).
To rewrite.

【0307】次に2次キャッシュメモリ21は自身がデー
タ(A) を保持しているか否かを判断する。この結果、2
次キャッシュメモリ21はデータ(A) を保持しているの
で、データ(A) を(AA)に書き換える。2次キャッシュメ
モリ21より上段の各キャッシュメモリにはデータ(A) は
保持されていないので、1次キャッシュメモリ20は起動
されない。従って、消費電力の低減が計れる。
Next, the secondary cache memory 21 determines whether or not the secondary cache memory 21 itself holds the data (A). As a result, 2
Since the next cache memory 21 holds the data (A), the data (A) is rewritten to (AA). Since the data (A) is not held in each cache memory above the secondary cache memory 21, the primary cache memory 20 is not activated. Therefore, the power consumption can be reduced.

【0308】[0308]

【発明の効果】以上に詳述したように本発明のデータ処
理システムによれば、より上段のキャッシュメモリが要
求したデータとより下段のキャッシュメモリが要求した
データとが重複する場合、上段側のキャッシュメモリが
要求したデータ領域は上段側のキャッシュメモリにのみ
登録され、下段側のキャッシュメモリには上段側のキャ
ッシュメモリが要求したデータ領域を除いたデータが登
録される。このようなデータアクセスの手順を採ること
により、キャッシュメモリ全体としては重複するデータ
を保持することを極力少なくすることが可能になる。
As described above in detail, according to the data processing system of the present invention, when the data requested by the cache memory in the upper stage and the data requested by the cache memory in the lower stage overlap with each other, The data area requested by the cache memory is registered only in the upper side cache memory, and the data excluding the data area requested by the upper side cache memory is registered in the lower side cache memory. By adopting such a data access procedure, it becomes possible for the cache memory as a whole to hold redundant data as much as possible.

【0309】従って、より多くのデータコピーを主記憶
からキャッシュメモリ全体へ取り込むことが可能とな
り、データ処理装置からのデータアクセスに対するキャ
ッシュヒット率が向上すると共に、データ処理装置から
キャッシュメモリに対してより高速にデータアクセス可
能になる。
Therefore, more data copies can be fetched from the main memory to the entire cache memory, the cache hit rate for data access from the data processing device is improved, and the data processing device can store more data in the cache memory. Data can be accessed at high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の発明の第1の実施例としての2階層のキ
ャッシュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as a first embodiment of the first invention.

【図2】第1の発明のデータ処理システムの第1の実施
例の1次キャッシュメモリを2次キャッシュメモリと接
続した場合の回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration example when the primary cache memory of the first embodiment of the data processing system of the first invention is connected to the secondary cache memory.

【図3】第1の発明のデータ処理システムの第1の実施
例の2次キャッシュメモリを1次キャッシュメモリと接
続した場合の回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a circuit configuration example when the secondary cache memory of the first embodiment of the data processing system of the first invention is connected to the primary cache memory.

【図4】第1の発明の第2の実施例としての2階層のキ
ャッシュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を
示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as a second embodiment of the first invention.

【図5】第2の発明の実施例としての2階層のキャッシ
ュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示すブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the second invention.

【図6】第2の発明のデータ処理システムの1次キャッ
シュメモリを2次キャッシュメモリと接続した場合の回
路構成例を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration example when the primary cache memory of the data processing system of the second invention is connected to the secondary cache memory.

【図7】第2の発明のデータ処理システムの2次キャッ
シュメモリを1次キャッシュメモリと接続した場合の回
路構成例を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a circuit configuration example when the secondary cache memory of the data processing system of the second invention is connected to the primary cache memory.

【図8】第3の発明の実施例としての2階層のキャッシ
ュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示すブ
ロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the third invention.

【図9】第3の発明のデータ処理システムの1次キャッ
シュメモリを2次キャッシュメモリと接続した場合の回
路構成例を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a circuit configuration example when the primary cache memory of the data processing system of the third invention is connected to the secondary cache memory.

【図10】第3の発明のデータ処理システムの2次キャ
ッシュメモリを1次キャッシュメモリと接続した場合の
回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing a circuit configuration example when the secondary cache memory of the data processing system of the third invention is connected to the primary cache memory.

【図11】第4の発明の実施例としての2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the fourth invention.

【図12】第4の発明のデータ処理システムの1次キャ
ッシュメモリを2次キャッシュメモリと接続した場合の
回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing a circuit configuration example when the primary cache memory of the data processing system of the fourth invention is connected to the secondary cache memory.

【図13】第4の発明のデータ処理システムの2次キャ
ッシュメモリを1次キャッシュメモリと接続した場合の
回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a circuit configuration example when the secondary cache memory of the data processing system of the fourth invention is connected to the primary cache memory.

【図14】第5の発明の実施例としての2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the fifth invention.

【図15】第5の発明のデータ処理システムの1次キャ
ッシュメモリを2次キャッシュメモリと接続した場合の
回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a circuit configuration example when the primary cache memory of the data processing system of the fifth invention is connected to the secondary cache memory.

【図16】第5の発明のデータ処理システムの2次キャ
ッシュメモリを1次キャッシュメモリと接続した場合の
回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram showing a circuit configuration example when the secondary cache memory of the data processing system of the fifth invention is connected to the primary cache memory.

【図17】第6の発明の実施例としての2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the sixth invention.

【図18】第7の発明の実施例としての2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the seventh invention.

【図19】第8の発明の実施例としての2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system provided with a two-level cache memory as an embodiment of the eighth invention.

【図20】第9の発明の実施例としての2階層のキャッ
シュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示す
ブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the ninth invention.

【図21】第10の発明の実施例としての2階層のキャ
ッシュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
すブロック図である。
FIG. 21 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the tenth invention.

【図22】第10の発明のデータ処理システムの1次キ
ャッシュメモリを2次キャッシュメモリと接続した場合
の回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 22 is a block diagram showing a circuit configuration example when the primary cache memory of the data processing system of the tenth invention is connected to the secondary cache memory.

【図23】第10の発明のデータ処理システムの2次キ
ャッシュメモリを1次キャッシュメモリと接続した場合
の回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 23 is a block diagram showing a circuit configuration example when the secondary cache memory of the data processing system of the tenth invention is connected to the primary cache memory.

【図24】第11の発明の実施例としての2階層のキャ
ッシュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
すブロック図である。
FIG. 24 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the eleventh invention.

【図25】第12の発明の実施例としての2階層のキャ
ッシュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
すブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the twelfth invention.

【図26】第13の発明の実施例としての2階層のキャ
ッシュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
すブロック図である。
FIG. 26 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-tier cache memory as an embodiment of the thirteenth invention.

【図27】第14の発明の実施例としての2階層のキャ
ッシュメモリを備えたデータ処理システムの構成例を示
すブロック図である。
FIG. 27 is a block diagram showing a configuration example of a data processing system including a two-level cache memory as an embodiment of the fourteenth invention.

【図28】第15及び第16の発明の実施例としての2
階層のキャッシュメモリを備えたデータ処理システムの
構成例を示すブロック図である。
FIG. 28 is a second example of the fifteenth and sixteenth inventions.
It is a block diagram which shows the structural example of the data processing system provided with the cache memory of a hierarchy.

【図29】第17及び第18の発明の実施例としての2
階層のキャッシュメモリを備えたデータ処理システムの
構成例を示すブロック図である。
FIG. 29 is a second example of the seventeenth and eighteenth inventions.
It is a block diagram which shows the structural example of the data processing system provided with the cache memory of a hierarchy.

【図30】従来の2階層のキャッシュメモリを備えたデ
ータ処理システムの構成例を示すブロック図である。
FIG. 30 is a block diagram showing a configuration example of a conventional data processing system including a two-level cache memory.

【図31】従来のデータ処理システムのキャッシュメモ
リの一般的な回路構成例を示すブロック図である。
FIG. 31 is a block diagram showing an example of a general circuit configuration of a cache memory of a conventional data processing system.

【図32】従来のデータ処理システムの1次キャッシュ
メモリを2次キャッシュメモリと接続した場合の回路構
成例を示すブロック図である。
FIG. 32 is a block diagram showing a circuit configuration example when the primary cache memory of the conventional data processing system is connected to the secondary cache memory.

【図33】従来のデータ処理システムの2次キャッシュ
メモリを1次キャッシュメモリと接続した場合の回路構
成例を示すブロック図である。
FIG. 33 is a block diagram showing a circuit configuration example when the secondary cache memory of the conventional data processing system is connected to the primary cache memory.

【図34】従来のデータ処理システムのキャッシュメモ
リにおけるデータアクセス過程の詳細を説明するための
模式図である。
FIG. 34 is a schematic diagram for explaining details of a data access process in the cache memory of the conventional data processing system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 1次キャッシュメモリ 11 2次キャッシュメモリ 20 1次キャッシュメモリ 20a 1次キャッシュメモリ 20b 1次キャッシュメモリ 21 2次キャッシュメモリ 21a 2次キャッシュメモリ 21b 2次キャッシュメモリ 21c 2次キャッシュメモリ 22 3次キャッシュメモリ 23 4次キャッシュメモリ 60 アドレスバス 61 アドレスバス 62 アドレスバス 63 データバス 65 データバス 67 データバス 70 プリフェッチ抑制回路 100 データ処理装置 100a データ処理装置 100b データ処理装置 100c データ処理装置 101 1次キャッシュメモリ 102 2次キャッシュメモリ 103 主記憶 115 他の処理装置 10 primary cache memory 11 secondary cache memory 20 primary cache memory 20a primary cache memory 20b primary cache memory 21 secondary cache memory 21a secondary cache memory 21b secondary cache memory 21c secondary cache memory 22 tertiary cache memory 23 Quaternary cache memory 60 Address bus 61 Address bus 62 Address bus 63 Data bus 65 Data bus 67 Data bus 70 Prefetch suppression circuit 100 Data processing device 100a Data processing device 100b Data processing device 100c Data processing device 101 Primary cache memory 102 2 Next cache memory 103 Main memory 115 Other processing devices

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成5年6月14日[Submission date] June 14, 1993

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0011[Correction target item name] 0011

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0011】この一連の処理において、2次キャッシュ
メモリ102 へのデータリードアクセス(105) でキャッシ
ュヒット(要求されたデータがキャッシュメモリ内に登
録されている状態)した場合、その要求されたデータ
(以下、ヒットデータという)は1次キャッシュメモリ1
01 へ転送(111) されて登録された上でデータ処理装置1
00 へ転送(110) される。なお上述のような2次キャッ
シュメモリ102 へのデータリードアクセス(105)でキャ
ッシュヒットした場合には、主記憶103 へのデータリー
ドアクセス(106)は行われない。
In this series of processing, if a cache hit (a state in which the requested data is registered in the cache memory) is made in the data read access (105) to the secondary cache memory 102, the requested data ( (Hereinafter referred to as hit data) is the primary cache memory 1
Data processing device 1 after being transferred (111) to 01 and registered
It is transferred (110) to 00. When a cache hit occurs in the data read access (105) to the secondary cache memory 102 as described above, the data read access (106) to the main memory 103 is not performed.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0164[Name of item to be corrected] 0164

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0164】また、本実施例の1次キャッシュメモリ10
では、主記憶103 から直接転送されてきたデータをライ
ンバッファ35を通じて登録する際に登録しきれないデー
タが発生した場合、即ち4ウェイ共に同一ラインにデー
タが登録されている場合は、その登録しきれないデータ
が出力バッファ37へ転送されて一旦保持される。出力バ
ッファ37に保持されたデータは、データバス67へ出力さ
れ、更にバイパス経路66, データバス65, バイパス経路
64, データバス63を経て2次キャッシュメモリ11のライ
ンバッファ35へ転送される。
Also, the primary cache memory 10 of this embodiment is
Then, if data that cannot be registered occurs when registering the data transferred directly from the main memory 103 through the line buffer 35, that is, if data is registered on the same line in all four ways, register the data. The data that cannot be transferred is transferred to the output buffer 37 and temporarily held. The data held in the output buffer 37 is output to the data bus 67, and further the bypass path 66, the data bus 65, and the bypass path.
It is transferred to the line buffer 35 of the secondary cache memory 11 via 64 and the data bus 63.

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在している場合は前記アクセス対
象データを前記第(m−1)階層のキャッシュメモリへ
転送し、その後、自身に存在する前記アクセス対象デー
タを無効化すべくなしてあることを特徴とするデータ処
理システム。
1. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between a data processing device and a main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of the (m-1) th layer and a cache memory of the (m + 1) th layer are respectively connected to another address bus and a data bus, the mth layer after the second layer (however, (2 ≦ m ≦ n), the cache memory of the (m−1) th hierarchical level stores the access target data if the access target data exists in itself when the data read access request is made from the cache memory of the (m−1) th layer. The data processing system is characterized in that the data to be accessed is transferred to the cache memory of the (m-1) layer and then the access target data existing in itself is invalidated.
【請求項2】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 第k階層(但し、1≦k≦n)のキャッシュメモリは、
第(k−1)階層のキャッシュメモリからのデータリー
ドアクセス要求に際して、アクセス対象データが自身以
降の階層の全てのキャッシュメモリ内に存在しない場合
にデータ登録が可能なメモリ空間の存否を検出し、デー
タ登録が可能なメモリ空間が存在する場合は前記主記憶
から転送されるアクセス対象データを登録し、データ登
録が可能なメモリ空間が存在しない場合は登録を禁じる
べくなしてあることを特徴とするデータ処理システム。
2. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of the (m-1) th layer and a cache memory of the (m + 1) th layer are respectively connected to another address bus and a data bus, a kth layer (where 1≤k≤n ) Cache memory is
At the time of a data read access request from the cache memory of the (k-1) th layer, the presence or absence of a memory space in which data can be registered is detected when the data to be accessed does not exist in all the cache memories of the layers subsequent to itself. When there is a memory space in which data can be registered, the access target data transferred from the main memory is registered, and when there is no memory space in which data can be registered, the registration is prohibited. Data processing system.
【請求項3】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 第m階層のキャッシュメモリは、第(m−1)階層のキ
ャッシュメモリからのデータリードアクセス要求に際し
て、アクセス対象データが自身以降の階層の全てのキャ
ッシュメモリ内に存在しない場合にデータ登録が可能な
メモリ空間の存否を第(m−1)階層以上のキャッシュ
メモリで検出し、データ登録が可能なメモリ空間が前記
第(m−1)階層以上のキャッシュメモリに存在しない
場合は自身に前記アクセス対象データを登録すべくなし
てあることを特徴とするデータ処理システム。
3. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which the cache memory of the (m-1) th layer and the cache memory of the (m + 1) th layer are respectively connected to another address bus and a data bus, the cache memory of the mth layer is -1) When a data read access request is made from the cache memory of the hierarchical level, if the data to be accessed does not exist in all the cache memories of the subsequent layers, the presence / absence of a memory space in which data can be registered is determined as (m-1). When it is detected in a cache memory of a hierarchy or higher and there is no memory space in which data can be registered in the cache memory of the (m-1) th hierarchy or higher, the access target data is registered in itself. And data processing system.
【請求項4】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第1階層のキャッシュメモリは、前記データ処理装
置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在しない場合は第2階層のキャッ
シュメモリに前記データリードアクセス要求を出力し、
第2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいても前記ア
クセス対象データが存在しない場合は前記主記憶から転
送される前記アクセス対象データを登録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、前記アク
セス対象データが自身に存在しない場合は第(m+1)
階層のキャッシュメモリから転送される前記アクセス対
象データの登録を禁じ、 第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、
前記主記憶から前記アクセス対象データを前記第1階層
のキャッシュメモリに登録する前記一連の処理に際し
て、第(k−1)階層のキャッシュメモリで登録不可能
なデータが発生した場合は前記登録不可能なデータを自
身に登録すべくなしてあることを特徴とするデータ処理
システム。
4. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of the (m-1) th layer and a cache memory of the (m + 1) th layer are respectively connected by another address bus and a data bus, the cache memory of the first layer is the data When the data read access request from the processing device is not present in the access target data, the data read access request is output to the cache memory of the second layer,
If the access target data does not exist in all cache memories of the second and subsequent layers, the access target data transferred from the main memory is registered, and the m-th layer (2 ≦ m ≦) of the second and subsequent layers is registered. In the n) cache memory, in the data read access request from the (m-1) th level cache memory, if the access target data does not exist in itself, the (m + 1) th cache memory
Registration of the access target data transferred from the cache memory of the hierarchy is prohibited, and the cache memory of the kth hierarchy (where 1 ≦ k <n) is
In the series of processes for registering the access target data from the main memory into the cache memory of the first layer, if unregisterable data occurs in the cache memory of the (k-1) th layer, the registration is impossible. A data processing system characterized by registering various data with itself.
【請求項5】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在する場合は前記アクセス対象デ
ータを前記第1階層のキャッシュメモリへ転送し、 第(k−1)階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメ
モリは、前記主記憶から前記アクセス対象データを前記
第1階層のキャッシュメモリに登録する前記一連の処理
に際して自身に登録不可能なデータが発生した場合は前
記登録不可能なデータを第k階層のキャッシュメモリへ
転送し、 前記第k階層のキャッシュメモリは、前記登録不可能な
データが自身に存在しない場合にのみ登録すべくなして
あることを特徴とするデータ処理システム。
5. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of the (m-1) th layer and a cache memory of the (m + 1) th layer are respectively connected to another address bus and a data bus, the mth layer after the second layer (however, 2 ≦ m ≦ n), the cache memory of the (m−1) th layer, when requesting data read access from the cache memory of the (m−1) th layer, stores the access target data of the first layer when the access target data exists in itself. The series of processes of transferring to the cache memory and registering the access target data from the main memory in the cache memory of the first layer in the cache memory of the (k−1) th layer (where 1 ≦ k <n) At this time, if unregisterable data occurs in itself, the unregisterable data is transferred to the cache memory of the kth layer, Data processing system, wherein the cache memory layers, where a said registration impossible data are no order to register only if that does not exist in itself.
【請求項6】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、自身にア
クセス対象データが存在する場合に前記アクセス対象デ
ータを前記第1階層のキャッシュメモリへ転送し、 第(k−1)階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメ
モリは、前記アクセス対象データを前記第1階層のキャ
ッシュメモリに登録する前記一連の処理に際して、登録
不可能なデータが自身に発生した場合は前記登録不可能
なデータを前記第k階層のキャッシュメモリへ転送し、 前記第k階層のキャッシュメモリは、前記登録不可能な
データが自身に存在しない場合にのみ前記アクセス対象
データが存在していた部分に登録すべくなしてあること
を特徴とするデータ処理システム。
6. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of the (m-1) th layer and a cache memory of the (m + 1) th layer are respectively connected to another address bus and a data bus, the mth layer after the second layer (however, 2 ≦ m ≦ n), the cache memory of the (m−1) th layer, when the data read access request is issued from the cache memory of the (m−1) th layer, stores the access target data of the first layer in the first layer. The cache memory of the (k−1) th layer (where 1 ≦ k <n) is transferred to the cache memory and is not registered during the series of processes of registering the access target data in the cache memory of the first layer. When possible data is generated in itself, the unregisterable data is transferred to the cache memory of the kth layer, and the key of the kth layer is transferred. Sshumemori a data processing system, wherein the registration impossible data are no order to register on the partial access target data is present only if that does not exist in itself.
【請求項7】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第1階層のキャッシュメモリは前記データ処理装置
からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス対
象データが自身に存在しない場合は第2階層のキャッシ
ュメモリに前記データリードアクセス要求を出力し、第
2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいても前記アク
セス対象データが存在しない場合は前記主記憶から転送
されくる前記アクセス対象データを登録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、前記アク
セス対象データが自身に存在しない場合は第(m+1)
階層のメモリから転送されてくる前記アクセス対象デー
タの登録を禁じ、 第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、
前記主記憶から前記アクセス対象データを前記第1階層
のキャッシュメモリに登録する前記一連の処理に際し
て、第(k−1)階層のキャッシュメモリに登録不可能
なデータが発生した場合は前記登録不可能なデータを自
身に登録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在している場合は前記アクセス対
象データを前記第(m−1)階層のキャッシュメモリへ
転送し、その後、自身に存在している前記アクセス対象
データを無効化すべくなしてあることを特徴とするデー
タ処理システム。
7. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of a (m-1) th layer and a cache memory of a (m + 1) th layer are respectively connected to another address bus and a data bus, the cache memory of the first layer is the data processing unit. When a data read access request is issued from the device, if the access target data does not exist in itself, the data read access request is output to the cache memory of the second layer, and the access target data is also stored in all the cache memories of the second and subsequent layers. If it does not exist, the access target data transferred from the main memory is registered, and the cache memory of the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the second layer is (m−1) th layer. When requesting a data read access from the cache memory, the access target data is stored in itself. If no standing the (m + 1) -th
Registration of the access target data transferred from the memory of the hierarchy is prohibited, and the cache memory of the kth hierarchy (where 1 ≦ k <n) is
In the series of processes of registering the access target data from the main memory into the first layer cache memory, if unregisterable data occurs in the (k-1) th layer cache memory, the registration is impossible. Data is registered in itself, and the cache memory in the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the second layer is accessed when a data read access request is made from the cache memory in the (m−1) -th layer. When the target data exists in itself, the access target data is transferred to the (m-1) th level cache memory, and then the access target data existing in itself is invalidated. A data processing system characterized by the above.
【請求項8】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第1階層のキャッシュメモリは前記データ処理装置
からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス対
象の第1のデータが自身に存在しない場合は第2階層の
キャッシュメモリに前記データリードアクセス要求を出
力し、第2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいても
前記第1の対象データが存在しない場合は前記主記憶か
ら転送されくる前記第1のデータを登録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからの前記第1のデータのデータリードアクセス要求
に際して、前記第1のデータが自身に存在しない場合は
第(m+1)階層のメモリから転送されてくる前記第1
のデータの登録を禁じ、 第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、
前記主記憶から前記第1のデータを前記第1階層のキャ
ッシュメモリに登録する前記一連の処理に際して、第
(k−1)階層のキャッシュメモリに登録不可能な第2
のデータが発生した場合は前記第2のデータを自身に登
録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象の第3のデータが自身に存在している場合は前記第
3のデータを前記第(m−1)階層のキャッシュメモリ
へ転送し、その後、自身に存在している前記第3のデー
タを無効化し、 第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、
前記第3のデータを前記第1階層のキャッシュメモリに
登録する前記一連の処理に際して、第(k−1)階層の
キャッシュメモリに登録不可能な第4のデータが発生し
た場合は前記第4のデータを自身に登録すべくなしてあ
ることを特徴とするデータ処理システム。
8. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of a (m-1) th layer and a cache memory of a (m + 1) th layer are respectively connected to another address bus and a data bus, the cache memory of the first layer is the data processing unit. When a data read access request is issued from the device, if the first data to be accessed does not exist in itself, the data read access request is output to the cache memory of the second layer, and the cache memory of the second layer and subsequent layers also receives the data read access request. When the first target data does not exist, the first data transferred from the main memory is registered, and the cache memory of the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the second layer is At the time of a data read access request for the first data from the (m-1) layer cache memory, the first data is accessed. The If the data does not exist in itself (m + 1) the transferred from the hierarchy of the memory first
The registration of the data of the above is prohibited, and the cache memory of the kth layer (where 1 ≦ k <n) is
In the series of processes for registering the first data from the main memory into the cache memory of the first layer, the second register that cannot be registered in the cache memory of the (k-1) th layer.
Register the second data to itself, and the cache memory of the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the second layer is the cache of the (m−1) -th layer. At the time of a data read access request from the memory, if the third data to be accessed exists in itself, the third data is transferred to the cache memory of the (m-1) th layer, and then to the self. The existing third data is invalidated, and the cache memory of the kth layer (where 1 ≦ k <n) is
In the series of processing for registering the third data in the cache memory of the first layer, if unregisterable fourth data occurs in the cache memory of the (k-1) th layer, the fourth data A data processing system characterized in that it is designed to register data with itself.
【請求項9】 データ処理装置と主記憶との間にn階層
(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列されて
おり、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第1階層のキャッシュメモリは前記データ処理装置
からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス対
象の第1のデータが自身に存在しない場合は第2階層の
キャッシュメモリに前記データリードアクセス要求を出
力し、第2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいても
前記第1の対象データが存在しない場合は前記主記憶か
ら転送されくる前記第1のデータを登録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからの前記第1のデータのデータリードアクセス要求
に際して、前記第1のデータが自身に存在しない場合は
第(m+1)階層のメモリから転送されてくる前記第1
のデータの登録を禁じ、 第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、
前記主記憶から前記第1のデータを前記第1階層のキャ
ッシュメモリに登録する前記一連の処理に際して、第
(k−1)階層のキャッシュメモリに登録不可能な第2
のデータが発生した場合は前記第2のデータを自身に登
録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象の第3のデータが自身に存在している場合は前記第
3のデータを前記第(m−1)階層のキャッシュメモリ
へ転送し、その後、自身に存在している前記第3のデー
タを無効化し、 前記第k階層のキャッシュメモリは、前記第3のデータ
を前記第1階層のキャッシュメモリに登録する前記一連
の処理に際して、第(k−1)階層(但し、1≦k<
n)のキャッシュメモリに登録不可能な第4のデータが
発生した場合は自身の前記第3のデータが存在していた
部分に前記第4のデータを登録すべくなしてあることを
特徴とするデータ処理システム。
9. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of a (m-1) th layer and a cache memory of a (m + 1) th layer are respectively connected to another address bus and a data bus, the cache memory of the first layer is the data processing unit. When a data read access request is issued from the device, if the first data to be accessed does not exist in itself, the data read access request is output to the cache memory of the second layer, and the cache memory of the second layer and subsequent layers also receives the data read access request. When the first target data does not exist, the first data transferred from the main memory is registered, and the cache memory of the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the second layer is At the time of a data read access request for the first data from the (m-1) layer cache memory, the first data is accessed. The If the data does not exist in itself (m + 1) the transferred from the hierarchy of the memory first
The registration of the data of the above is prohibited, and the cache memory of the kth layer (where 1 ≦ k <n) is
In the series of processes for registering the first data from the main memory into the cache memory of the first layer, the second register that cannot be registered in the cache memory of the (k-1) th layer.
Register the second data to itself, and the cache memory of the m-th layer (2 ≦ m ≦ n) after the second layer is the cache of the (m−1) -th layer. At the time of a data read access request from the memory, if the third data to be accessed exists in itself, the third data is transferred to the cache memory of the (m-1) th layer, and then to the self. The existing third data is invalidated, and the k-th layer cache memory registers the (k−1) th data in the series of processes for registering the third data in the first-layer cache memory. Hierarchy (however, 1 ≦ k <
n) When the unregisterable fourth data is generated in the cache memory, the fourth data is to be registered in the portion where the third data existed. Data processing system.
【請求項10】 データ処理装置と主記憶との間にn階
層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列され
ており、 前記キャッシュメモリは全て、前記データ処理装置にデ
ータアクセスのためのアドレスバスとデータ転送のため
のデータバスとで接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
前記主記憶に他のアドレスバスとデータバスとで接続さ
れたデータ処理システムにおいて、 前記第1階層のキャッシュメモリは、前記データ処理装
置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在しない場合は第2階層のキャッ
シュメモリに前記データリードアクセス要求を出力し、
第2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいても前記ア
クセス対象データが存在しない場合は前記主記憶から直
接転送される前記アクセス対象データを登録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、前記アク
セス対象データが自身に存在しない場合には前記要求に
対する前記データを取り込まず、 第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、
前記主記憶から前記アクセス対象データを前記第1階層
のキャッシュメモリに登録する前記一連の処理に際し
て、第(k−1)階層のキャッシュメモリで登録不可能
なデータが発生した場合は前記登録不可能なデータを自
身に登録すべくなしてあることを特徴とするデータ処理
システム。
10. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and all the cache memories are for accessing the data processing device for data access. An address bus and a data bus for data transfer are connected, and the cache memory of the nth layer closest to the main memory is
In a data processing system in which another address bus and a data bus are connected to the main memory, the cache memory of the first layer has no access target data in itself when a data read access request is made from the data processing device. In this case, the data read access request is output to the second level cache memory,
If the access target data does not exist in all the cache memories of the second and subsequent layers, the access target data directly transferred from the main memory is registered, and the m-th layer (2 ≦ m) of the second and subsequent layers is registered. The cache memory of ≦ n) does not fetch the data for the request when the data read access request from the cache memory of the (m−1) th layer does not exist in itself when the access target data does not exist in the cache memory of the kth layer. (However, 1≤k <n)
In the series of processes for registering the access target data from the main memory into the cache memory of the first layer, if unregisterable data occurs in the cache memory of the (k-1) th layer, the registration is impossible. A data processing system characterized by registering various data with itself.
【請求項11】 データ処理装置と主記憶との間にn階
層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列され
ており、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と前記主記憶とにデータア
クセスのためのアドレスバスとデータ転送のためのデー
タバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリに他のアドレスバ
スとデータバスとで接続されており、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第1階層のキャッシュメモリは、前記データ処理装
置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在しない場合は第2階層のキャッ
シュメモリに前記データリードアクセス要求を出力し、
第2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいても前記ア
クセス対象データが存在しない場合は前記主記憶から直
接転送される前記アクセス対象データを登録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、前記アク
セス対象データが自身に存在しない場合には前記要求に
対する前記データを取り込まず、 第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、
前記主記憶から前記アクセス対象データを前記第1階層
のキャッシュメモリに登録する前記一連の処理に際し
て、第(k−1)階層のキャッシュメモリで登録不可能
なデータが発生した場合は前記登録不可能なデータを自
身に登録すべくなしてあることを特徴とするデータ処理
システム。
11. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the main memory, and the nth hierarchical cache memory closest to the main memory is
The cache memory of the (n-1) th layer is connected to another address bus and a data bus, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is
In a data processing system in which a cache memory of the (m-1) th layer and a cache memory of the (m + 1) th layer are respectively connected by another address bus and a data bus, the cache memory of the first layer is the data When the data read access request from the processing device is not present in the access target data, the data read access request is output to the cache memory of the second layer,
If the access target data does not exist in all the cache memories of the second and subsequent layers, the access target data directly transferred from the main memory is registered, and the m-th layer (2 ≦ m) of the second and subsequent layers is registered. The cache memory of ≦ n) does not fetch the data for the request when the data read access request from the cache memory of the (m−1) th layer does not exist in itself when the access target data does not exist in the cache memory of the kth layer. (However, 1≤k <n)
In the series of processes for registering the access target data from the main memory into the cache memory of the first layer, if unregisterable data occurs in the cache memory of the (k-1) th layer, the registration is impossible. A data processing system characterized by registering various data with itself.
【請求項12】 データ処理装置と主記憶との間にn階
層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列され
ており、 前記キャッシュメモリは全て、前記データ処理装置にデ
ータアクセスのためのアドレスバスとデータ転送のため
のデータバスとで接続されており、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記主記憶に他のアドレスバスとデータバスと
で接続されたデータ処理システムにおいて、 前記第1階層のキャッシュメモリは、前記データ処理装
置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在しない場合は第2階層のキャッ
シュメモリに前記データリードアクセス要求を出力し、
第2階層以降のキャッシュメモリ全てにおいても前記ア
クセス対象データが存在しない場合は前記主記憶から直
接転送される前記アクセス対象データを登録し、 前記第2階層以降の第m階層(但し、2≦m≦n)のキ
ャッシュメモリは、第(m−1)階層のキャッシュメモ
リからのデータリードアクセス要求に際して、前記アク
セス対象データが自身に存在しない場合には前記要求に
対する前記データを取り込まず、 第k階層(但し、1≦k<n)のキャッシュメモリは、
前記主記憶から前記アクセス対象データを前記第1階層
のキャッシュメモリに登録する前記一連の処理に際し
て、第(k−1)階層のキャッシュメモリで登録不可能
なデータが発生した場合は前記登録不可能なデータを自
身に登録すべくなしてあることを特徴とするデータ処理
システム。
12. A cache memory of n levels (where n ≧ 2) or more is arranged between a data processing device and a main memory, and all the cache memories are for accessing the data processing device for data access. An address bus and a data bus for data transfer are connected, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is a data processing device which is connected to the main memory by another address bus and a data bus. In the system, the first level cache memory outputs the data read access request to the second level cache memory when the data read access request from the data processing device does not exist in itself,
If the access target data does not exist in all the cache memories of the second and subsequent layers, the access target data directly transferred from the main memory is registered, and the m-th layer (2 ≦ m) of the second and subsequent layers is registered. The cache memory of ≦ n) does not fetch the data for the request when the data read access request from the cache memory of the (m−1) th layer does not exist in itself when the access target data does not exist in the cache memory of the kth layer. (However, 1≤k <n)
In the series of processes for registering the access target data from the main memory into the cache memory of the first layer, if unregisterable data occurs in the cache memory of the (k-1) th layer, the registration is impossible. A data processing system characterized by registering various data with itself.
【請求項13】 データ処理装置と主記憶との間にn階
層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリが配列され
ており、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとでそれぞれ接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとでそれぞれ接続されて
おり、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとでそれぞれ接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第1階層のキャッシュメモリは、前記データ処理装
置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象の第1のデータが自身に存在しない場合は前記主記
憶から転送される前記第1のデータを登録し、 前記第2階層以降の第2のキャッシュメモリは、上位階
層の第1キャッシュメモリからのデータリードアクセス
に際して、前記アクセス対象の第2のデータが自身に存
在しない場合は下位階層の第3のキャッシュメモリに前
記第2のデータに対するデータリードアクセス要求と前
記第2のデータに連続する第3のデータに対するデータ
リードアクセス要求とを出力し、主記憶から転送される
前記第2のデータは書き込まずに、主記憶から転送され
る前記第3のデータを登録すべくなしてあることを特徴
とするデータ処理システム。
13. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is arranged between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is An address bus for data access and a data bus for data transfer are respectively connected to the data processing device and the second-level cache memory, and the n-th level cache memory closest to the main memory is
Another address bus and a data bus are respectively connected to the cache memory of the (n-1) th layer and the main memory, and the cache memory of the mth layer (where 2 ≦ m <n) is,
In a data processing system in which a cache memory of the (m-1) th layer and a cache memory of the (m + 1) th layer are respectively connected by another address bus and a data bus, the cache memory of the first layer is the data When the data read access request is issued from the processing device, if the first data to be accessed does not exist in itself, the first data transferred from the main memory is registered, and the second cache of the second and subsequent layers is registered. In the data read access from the first cache memory of the upper layer, the memory performs a data read access to the second data to the third cache memory of the lower layer when the second data to be accessed does not exist in itself. A request and a data read access request for third data that follows the second data Data processing system wherein the output is, without writing the second data to be transferred from the main memory, that is no order to register the third data transferred from the main memory.
【請求項14】 データ処理装置と主記憶との間にn階
層以上(但し、n≧1)のキャッシュメモリを備え、 前記キャッシュメモリの内少なくとも1つが、 データリードアクセス要求に際して、アクセス対象の第
1のデータが自身に存在しない場合はより下位階層のキ
ャッシュメモリまたは前記主記憶に前記第1のデータの
リードアクセス要求を行い、 上位階層のキャッシュメモリまたは前記データ処理装置
からのデータリードアクセス要求が存在しなくとも、前
記第1のデータの近傍に存在する第2のデータをより下
位階層のキャッシュメモリまたは前記主記憶にリードア
クセスすべくなしてあるデータ処理システムにおいて、 前記キャッシュメモリは、前記第2のデータのリードア
クセスを行うか否かを判断するためのプリフェッチ抑制
回路を備えたことを特徴とするデータ処理システム。
14. A cache memory of n layers or more (where n ≧ 1) is provided between a data processing device and a main memory, and at least one of the cache memories is a first access target when a data read access request is made. If the data of No. 1 does not exist in itself, a read access request for the first data is issued to the cache memory in the lower layer or the main memory, and a data read access request from the cache memory in the upper layer or the data processing device is issued. In the data processing system, which does not exist, the second data existing in the vicinity of the first data is read-accessed to the cache memory of the lower hierarchy or the main memory. Prefetch suppression for determining whether to perform a read access to data 2 Data processing system comprising the circuit.
【請求項15】 n個(但し、n≧2)のデータ処理装
置と主記憶との間にm階層以上(但し、m≧2)のキャ
ッシュメモリを備えたデータ処理システムにおいて、 第i番(但し、1≦i≦n)のデータ処理装置に最も近
い第i系列の第1階層のキャッシュメモリは、前記第i
番のデータ処理装置と第i系列の第2階層のキャッシュ
メモリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデー
タ転送のためのデータバスとで接続されており、 前記主記憶に最も近い第m階層のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとで接続されており、 第i系列の第k階層(但し、2≦k<m)のキャッシュ
メモリは、第i系列の第(k−1)階層のキャッシュメ
モリと第j系列(但し、1≦j≦n)の第l階層(但
し、2≦l<m−1)のキャッシュメモリと第(k+
1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデ
ータバスとで接続されており、 第p階層(但し、2≦p<m、p≠k)のキャッシュメ
モリは、第(p−1)階層のキャッシュメモリと第(p
+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスと
データバスとで接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第1階層のキャッシュメモリは前記データ処理装置
からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス対
象データが自身に存在しない場合は下位階層のキャッシ
ュメモリまたは前記主記憶から転送される前記アクセス
対象データを登録し、 前記第k階層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセス要求に際して、
アクセス対象データが自身に存在しない場合は下位階層
のキャッシュメモリまたは前記主記憶から転送される前
記アクセス対象データを登録し、 前記第p階層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセスに際して、アク
セス対象データが自身に存在しない場合は下位階層のキ
ャッシュメモリまたは前記主記憶から転送される前記ア
クセス対象データを登録しないようになしてあることを
特徴とするデータ処理システム。
15. A data processing system comprising an n (where n ≧ 2) data processing devices and a main memory with m or more hierarchical levels (where m ≧ 2) cache memory, wherein the i-th ( However, the 1st-tier cache memory of the i-th series closest to the data processing device of 1 ≦ i ≦ n) is the i-th
No. 2 data processor and the i-th series second layer cache memory are connected by an address bus for data access and a data bus for data transfer. The cache memory is
The (m-1) th level cache memory and the main memory are connected to other address buses and data buses, and the i-th series kth level (where 2 ≦ k <m) cache memory is , The i-th series (k-1) -th cache memory and the j-th series (where 1≤j≤n) 1-th hierarchy (where 2≤l <m-1) cache memory and the (k +) th cache memory.
1) The cache memory of the hierarchy is connected to another address bus and a data bus, and the cache memory of the p-th hierarchy (where 2 ≦ p <m, p ≠ k) is the (p−1) -th hierarchy. Cache memory and the (p
In a data processing system in which a cache memory of +1) layer is connected to another address bus and a data bus, the cache memory of the first layer is such that the access target data itself is the data read access request from the data processing device. If it does not exist, the access target data transferred from the lower layer cache memory or the main memory is registered, and the kth layer cache memory registers the data read access request from the upper layer cache memory,
When the access target data does not exist in itself, the access target data transferred from the lower layer cache memory or the main memory is registered, and the p-th layer cache memory stores the data read access from the upper layer cache memory. At this time, if the access target data does not exist in itself, the access target data transferred from the cache memory in the lower hierarchy or the main memory is not registered.
【請求項16】 n個(但し、n≧2)のデータ処理装
置と主記憶との間にm階層以上(但し、m≧2)のキャ
ッシュメモリを備えたデータ処理システムにおいて、 第i番(但し、1≦i≦n)のデータ処理装置に最も近
い第i系列の第1階層のキャッシュメモリは、前記第i
番のデータ処理装置と第i系列の第2階層のキャッシュ
メモリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデー
タ転送のためのデータバスとで接続されており、 前記主記憶に最も近い第m階層のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとで接続されており、 第i系列の第k階層(但し、2≦k<m)のキャッシュ
メモリは、第i系列の第(k−1)階層のキャッシュメ
モリと第j系列(但し、1≦j≦n)の第l階層(但
し、2≦l<m−1)のキャッシュメモリと第(k+
1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデ
ータバスとで接続されており、 第p階層(但し、2≦p<m、p≠k)のキャッシュメ
モリは、第(p−1)階層のキャッシュメモリと第(p
+1)階層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスと
データバスとで接続されたデータ処理システムにおい
て、 前記第1階層のキャッシュメモリは、前記データ処理装
置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在する場合は前記データ処理装置
へ前記アクセス対象データを出力し、 前記第k階層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセス要求に際して、
アクセス対象データが自身に存在する場合は前記データ
処理装置または上位階層のキャッシュメモリへ前記アク
セス対象データを出力し、 前記第p階層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセスに際して、アク
セス対象データが自身に存在する場合は前記データ処理
装置または上位階層のキャッシュメモリへ前記アクセス
対象データを出力し、その後、自身に存在している前記
アクセス対象データを無効化すべくなしてあることを特
徴とするデータ処理システム。
16. A data processing system comprising an n (where n ≧ 2) data processing devices and a main memory with m or more (where m ≧ 2) cache memories between the data processors and the i-th ( However, the 1st-tier cache memory of the i-th series closest to the data processing device of 1 ≦ i ≦ n) is the i-th
No. 2 data processor and the i-th series second layer cache memory are connected by an address bus for data access and a data bus for data transfer. The cache memory is
The (m-1) th level cache memory and the main memory are connected to other address buses and data buses, and the i-th series kth level (where 2 ≦ k <m) cache memory is , The i-th series (k-1) -th cache memory and the j-th series (where 1≤j≤n) 1-th hierarchy (where 2≤l <m-1) cache memory and the (k +) th cache memory.
1) The cache memory of the hierarchy is connected to another address bus and a data bus, and the cache memory of the p-th hierarchy (where 2 ≦ p <m, p ≠ k) is the (p−1) -th hierarchy. Cache memory and the (p
In a data processing system in which a cache memory of +1) layer is connected to another address bus and a data bus, in the cache memory of the first layer, when the data read access request is made from the data processing device, the access target data is When it exists in itself, it outputs the access target data to the data processing device, and the cache memory of the k-th layer is a data read access request from the cache memory of an upper layer,
When the access target data exists in itself, the access target data is output to the data processing device or the cache memory of the upper layer, and the cache memory of the p-th layer, in the data read access from the cache memory of the upper layer, If the access target data exists in itself, the access target data is output to the data processing device or the cache memory of the upper layer, and then the access target data existing in itself is invalidated. Characteristic data processing system.
【請求項17】 データ処理装置と主記憶との間にn階
層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリを備え、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとで接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとで接続されており、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとで接続されたデータ処理システムにおいて、 前記第1階層のキャッシュメモリは、前記データ処理装
置からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス
対象データが自身に存在しない場合は下位階層のキャッ
シュメモリまたは前記主記憶から転送される前記アクセ
ス対象データを登録し、 前記第m階層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセスに際して、アク
セス対象データが自身に存在しない場合は下位階層のキ
ャッシュメモリまたは前記主記憶から転送される前記ア
クセス対象データを登録せず、上位階層のキャッシュメ
モリからのライトデータを登録するべくなしてあるデー
タ処理システムにおいて、 前記データ処理装置または前記キャッシュメモリ以外の
装置が前記主記憶装置のデータを書き換えた場合に、 前記第n階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリ
は、第(m−1)階層のキャッシュメモリに前記データ
が登録されていない場合は前記第n階層のキャッシュメ
モリに前記第1のデータが登録されているかを検索し、
登録されていない場合は次段の第(m+1)階層のキャ
ッシュメモリに前記第1のデータを検索させ、前記第m
階層のキャッシュメモリに前記第1のデータが登録され
ている場合は次段の第(m+1)階層のキャッシュメモ
リに前記第1のデータを検索させないようになしてある
ことを特徴とするデータ処理システム。
17. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is provided between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is the data processing device. And a second level cache memory are connected to each other by an address bus for data access and a data bus for data transfer. The nth level cache memory closest to the main memory is
The (n-1) th level cache memory and the main memory are connected to other address buses and data buses, and the mth level (where 2 ≦ m <n) cache memory is
In a data processing system in which a cache memory of the (m-1) th layer and a cache memory of the (m + 1) th layer are connected to another address bus and a data bus, the cache memory of the first layer is the data processing unit. When a data read access request is issued from the device, if the access target data does not exist in itself, the access target data transferred from the lower level cache memory or the main memory is registered, and the mth level cache memory In the data read access from the cache memory of the hierarchy, if the access target data does not exist in itself, the access target data transferred from the cache memory of the lower hierarchy or the main memory is not registered, and the cache memory of the upper hierarchy is not registered. The data that was created to register the write data In the data processing system, when the data processing device or a device other than the cache memory rewrites data in the main storage device, the cache memory of the n-th layer (where 2 ≦ m <n) is -1) If the data is not registered in the cache memory of the hierarchy, it is searched whether the first data is registered in the cache memory of the nth hierarchy,
If not registered, the cache memory of the (m + 1) th layer of the next stage is searched for the first data, and
A data processing system, wherein when the first data is registered in the cache memory of the hierarchy, the cache memory of the (m + 1) th hierarchy of the next stage is not searched for the first data. .
【請求項18】 データ処理装置と主記憶との間にn階
層(但し、n≧2)以上のキャッシュメモリを備え、 前記データ処理装置に最も近い第1階層のキャッシュメ
モリは、前記データ処理装置と第2階層のキャッシュメ
モリとにデータアクセスのためのアドレスバスとデータ
転送のためのデータバスとで接続されており、 前記主記憶に最も近い第n階層のキャッシュメモリは、
第(n−1)階層のキャッシュメモリと前記主記憶とに
他のアドレスバスとデータバスとで接続されており、 第m階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリは、
第(m−1)階層のキャッシュメモリと第(m+1)階
層のキャッシュメモリとに他のアドレスバスとデータバ
スとで接続されており、 前記第1階層のキャッシュメモリは前記データ処理装置
からのデータリードアクセス要求に際して、アクセス対
象データが自身に存在しない場合は下位階層のキャッシ
ュメモリまたは前記主記憶から転送される前記データを
登録し、 前記第m階層のキャッシュメモリは、上位階層のキャッ
シュメモリからのデータリードアクセスに際して、アク
セス対象データが自身に存在しない場合は下位階層のキ
ャッシュメモリまたは前記主記憶から転送される前記デ
ータを登録せず、上位階層のキャッシュメモリからのラ
イトデータを登録すべくなしてあるデータ処理システム
において、 前記データ処理装置または前記キャッシュメモリ以外の
装置が前記主記憶装置のデータを書き換えた場合に、 前記第n階層(但し、2≦m<n)のキャッシュメモリ
は、第(m−1)階層のキャッシュメモリに前記データ
が登録されていない場合は前記第n階層のキャッシュメ
モリに前記データが登録されているか検索させ、登録さ
れていない場合は次段の第(m+1)階層のキャッシュ
メモリに前記データを検索させ、前記第m階層のキャッ
シュメモリに前記データが登録されている場合は次段の
第(m+1)階層のキャッシュメモリに前記データの検
索をさせないようになしてあることを特徴とするデータ
処理システム。
18. A cache memory of n layers (where n ≧ 2) or more is provided between the data processing device and the main memory, and the cache memory of the first layer closest to the data processing device is the data processing device. And a second level cache memory are connected to each other by an address bus for data access and a data bus for data transfer. The nth level cache memory closest to the main memory is
The (n-1) th level cache memory and the main memory are connected to other address buses and data buses, and the mth level (where 2 ≦ m <n) cache memory is
The cache memory of the (m-1) th layer and the cache memory of the (m + 1) th layer are connected to each other by another address bus and a data bus, and the cache memory of the first layer is the data from the data processing device. At the time of a read access request, if the data to be accessed does not exist in itself, the data transferred from the cache memory of the lower layer or the main memory is registered. In the data read access, if the data to be accessed does not exist in itself, the data transferred from the cache memory of the lower layer or the main memory is not registered, but the write data from the cache memory of the upper layer is registered. In a data processing system, the data processing device or When a device other than the cache memory rewrites the data in the main storage device, the cache memory of the nth layer (where 2 ≦ m <n) is stored in the cache memory of the (m−1) th layer. Is registered, the cache memory of the nth layer is searched for the data. If not registered, the cache memory of the (m + 1) th layer of the next stage is searched for the data, and A data processing system, wherein when the data is registered in the cache memory of the mth layer, the cache memory of the (m + 1) th layer of the next stage is not searched for the data.
JP5036384A 1993-02-25 1993-02-25 Data processing system provided with cache memory of plural hierarchies Pending JPH06250926A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5036384A JPH06250926A (en) 1993-02-25 1993-02-25 Data processing system provided with cache memory of plural hierarchies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5036384A JPH06250926A (en) 1993-02-25 1993-02-25 Data processing system provided with cache memory of plural hierarchies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06250926A true JPH06250926A (en) 1994-09-09

Family

ID=12468357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5036384A Pending JPH06250926A (en) 1993-02-25 1993-02-25 Data processing system provided with cache memory of plural hierarchies

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06250926A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6385697B1 (en) 1998-12-15 2002-05-07 Nec Corporation System and method for cache process
JP2009252165A (en) * 2008-04-10 2009-10-29 Toshiba Corp Multi-processor system
US7673104B2 (en) 2004-08-31 2010-03-02 Fujitsu Limited Information processing apparatus, system controller, local snoop control method, and local snoop control program recorded computer-readable recording medium

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6385697B1 (en) 1998-12-15 2002-05-07 Nec Corporation System and method for cache process
US7673104B2 (en) 2004-08-31 2010-03-02 Fujitsu Limited Information processing apparatus, system controller, local snoop control method, and local snoop control program recorded computer-readable recording medium
JP2009252165A (en) * 2008-04-10 2009-10-29 Toshiba Corp Multi-processor system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5689679A (en) Memory system and method for selective multi-level caching using a cache level code
USRE45078E1 (en) Highly efficient design of storage array utilizing multiple pointers to indicate valid and invalid lines for use in first and second cache spaces and memory subsystems
AU608447B2 (en) Data memory system
EP0945805B1 (en) A cache coherency mechanism
US5826052A (en) Method and apparatus for concurrent access to multiple physical caches
JP4447580B2 (en) Partitioned sparse directory for distributed shared memory multiprocessor systems
US6647466B2 (en) Method and apparatus for adaptively bypassing one or more levels of a cache hierarchy
US7266647B2 (en) List based method and apparatus for selective and rapid cache flushes
US5715427A (en) Semi-associative cache with MRU/LRU replacement
JPH03142644A (en) Cache memory control system
JPH04233048A (en) Method and apparatus for controlling multilevel cahche
JPH08272693A (en) Conversion table entry provided with cache possibility attribute bit regarding virtual address as well as method and apparatus for reference of said virtual address using said bit
US8621152B1 (en) Transparent level 2 cache that uses independent tag and valid random access memory arrays for cache access
US7039768B2 (en) Cache predictor for simultaneous multi-threaded processor system supporting multiple transactions
US12174738B2 (en) Circuitry and method
US6145057A (en) Precise method and system for selecting an alternative cache entry for replacement in response to a conflict between cache operation requests
US5179675A (en) Data processing system with cache memory addressable by virtual and physical address
US6766434B2 (en) Method for sharing a translation lookaside buffer between CPUs
JP3929872B2 (en) Cache memory, processor and cache control method
US6202128B1 (en) Method and system for pre-fetch cache interrogation using snoop port
US6049849A (en) Imprecise method and system for selecting an alternative cache entry for replacement in response to a conflict between cache operation requests
US6347363B1 (en) Merged vertical cache controller mechanism with combined cache controller and snoop queries for in-line caches
JPH1091521A (en) Duplex directory virtual cache and its control method
JPH06250926A (en) Data processing system provided with cache memory of plural hierarchies
JP3078303B2 (en) Cache memory control circuit