JPH09282230A - キャッシュ用sramチップおよびキャッシュシステム - Google Patents
キャッシュ用sramチップおよびキャッシュシステムInfo
- Publication number
- JPH09282230A JPH09282230A JP8096681A JP9668196A JPH09282230A JP H09282230 A JPH09282230 A JP H09282230A JP 8096681 A JP8096681 A JP 8096681A JP 9668196 A JP9668196 A JP 9668196A JP H09282230 A JPH09282230 A JP H09282230A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cache
- address
- sram chip
- hit
- programmable
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- Pending
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- Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】コンピュータのキャッシュシステムを高度かつ
簡素にするためのキャッシュ用SRAMチップを提供す
る。 【解決手段】入力されたアドレス1がプログラマブルア
ドレスデコード回路16によりデコードされると、HI
T信号9がアサートされ、同時にメモリセル17がアク
ティブとなり、データ2のリード・ライトが行われる。
プログラマブルアドレスデコード回路16はコントロー
ラA12によりSET信号20がアクティブとなった
時、アドレス1をデコード条件として記憶する。また、
INV信号10のアサートによりその時のアドレス1を
デコード条件として持つプログラマブルデコード回路を
クリアできる。これらの動作はコントローラA12によ
り制御される。
簡素にするためのキャッシュ用SRAMチップを提供す
る。 【解決手段】入力されたアドレス1がプログラマブルア
ドレスデコード回路16によりデコードされると、HI
T信号9がアサートされ、同時にメモリセル17がアク
ティブとなり、データ2のリード・ライトが行われる。
プログラマブルアドレスデコード回路16はコントロー
ラA12によりSET信号20がアクティブとなった
時、アドレス1をデコード条件として記憶する。また、
INV信号10のアサートによりその時のアドレス1を
デコード条件として持つプログラマブルデコード回路を
クリアできる。これらの動作はコントローラA12によ
り制御される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャッシュ用SR
AMチップに関し、特に、プログラマブルアドレスデコ
ード回路およびキャッシュシステム用信号制御回路を有
するキャッシュ用SRAMチップに関する。
AMチップに関し、特に、プログラマブルアドレスデコ
ード回路およびキャッシュシステム用信号制御回路を有
するキャッシュ用SRAMチップに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のSRAMチップについて図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【0003】図5は従来のSRAMチップの一例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【0004】コントローラB24は外部からのキャッシ
ュ制御信号8に従って入出力回路15を制御し、アドレ
ス1の入力とデータ2の入出力を行う。アドレスデコー
ダ群25のアドレスデコーダ26がアドレス線27を通
してアドレスをデコードし対応するメモリセル群14の
メモリセル17を選びこのメモリセル17がデータを記
憶する。
ュ制御信号8に従って入出力回路15を制御し、アドレ
ス1の入力とデータ2の入出力を行う。アドレスデコー
ダ群25のアドレスデコーダ26がアドレス線27を通
してアドレスをデコードし対応するメモリセル群14の
メモリセル17を選びこのメモリセル17がデータを記
憶する。
【0005】次に、SRAMチップの動作について説明
する。
する。
【0006】この種のSRAMチップはデータの記憶の
みを行う。ライト時、データ2は入出力回路15を通じ
読み込まれ、アドレスデコーダ26により選択されたメ
モリセル17に書き込まれる。リード時は、アドレスデ
コーダ26により選択されたメモリセル17の内容が入
出力回路15を通じ読み出される。コントローラB24
は、これら入出力を外部からのキャッシュ制御信号8に
従って制御している。
みを行う。ライト時、データ2は入出力回路15を通じ
読み込まれ、アドレスデコーダ26により選択されたメ
モリセル17に書き込まれる。リード時は、アドレスデ
コーダ26により選択されたメモリセル17の内容が入
出力回路15を通じ読み出される。コントローラB24
は、これら入出力を外部からのキャッシュ制御信号8に
従って制御している。
【0007】次に、キャッシュシステムの動作について
説明する。
説明する。
【0008】図6は前述したSRAMチップをデータ記
憶装置として使用し、フルアソシエイティブ方式のキャ
ッシュシステムを構築した場合の一般的な概念図であ
る。
憶装置として使用し、フルアソシエイティブ方式のキャ
ッシュシステムを構築した場合の一般的な概念図であ
る。
【0009】ここで、用語について説明する。
【0010】フルアソシエイティブ方式は、 ・どんなアドレスのデータもそれぞれ独立してキャッシ
ュに収納できる。このため以下の方式に比べキャッシュ
ヒット率が高い。 ・回路規模が大きくなるため、実際にはダイレクトマッ
プ方式、2のn乗ウェイセットアソシエイティブ方式な
どが使用されている。
ュに収納できる。このため以下の方式に比べキャッシュ
ヒット率が高い。 ・回路規模が大きくなるため、実際にはダイレクトマッ
プ方式、2のn乗ウェイセットアソシエイティブ方式な
どが使用されている。
【0011】ダイレクトマップ方式は、 ・ある領域内のアドレスのデータについては、排他的に
1個のみキャッシュに収納できる。
1個のみキャッシュに収納できる。
【0012】2のn乗ウェイセットアソシエイティブ方
式は、 ・ある領域内のアドレスのデータについては、排他的に
2のn乗個のみキャッシュに収納できる。
式は、 ・ある領域内のアドレスのデータについては、排他的に
2のn乗個のみキャッシュに収納できる。
【0013】アドレスタグ29により、ホストバスのア
ドレス1をSRAMチップ固有のアドレスと対応づけ、
記憶しておく。コンパレータ30により、要求されたア
ドレスをアドレスタグ29と比較し、キャッシュメモリ
28のキャッシュヒットの判定を行う。キャッシュヒッ
トした場合、ヒットしたキャッシュライン31がアクテ
ィブとなり、データのアクセスが可能となる。
ドレス1をSRAMチップ固有のアドレスと対応づけ、
記憶しておく。コンパレータ30により、要求されたア
ドレスをアドレスタグ29と比較し、キャッシュメモリ
28のキャッシュヒットの判定を行う。キャッシュヒッ
トした場合、ヒットしたキャッシュライン31がアクテ
ィブとなり、データのアクセスが可能となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】問題点は、従来の技術
において、フルアソシエイティブ方式のキャッシュシス
テムを構築した場合、データを記憶するSRAMチップ
の他に、ホストバスのアドレスを記憶するアドレスタグ
と、要求アドレスをアドレスタグと比較し、ヒットする
SRAMチップのアドレスを選択するためにコンパレー
タを必要とすることである。
において、フルアソシエイティブ方式のキャッシュシス
テムを構築した場合、データを記憶するSRAMチップ
の他に、ホストバスのアドレスを記憶するアドレスタグ
と、要求アドレスをアドレスタグと比較し、ヒットする
SRAMチップのアドレスを選択するためにコンパレー
タを必要とすることである。
【0015】このため、フルアソシエイティブ方式のキ
ャッシュシステムは、回路規模が大きくなるために現実
的な回路ではなかった。
ャッシュシステムは、回路規模が大きくなるために現実
的な回路ではなかった。
【0016】その理由は、キャッシュに記憶されたデー
タはSRAMチップ固有のアドレスで管理されるため、
外部でホストバスのアドレスと対応づける必要があるた
めである。
タはSRAMチップ固有のアドレスで管理されるため、
外部でホストバスのアドレスと対応づける必要があるた
めである。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、ヒット
率が高く、かつ高速で動作可能なキャッシュシステム
を、他の付加回路なしに構築するためのキャッシュ用S
RAMチップを提供することにある。
率が高く、かつ高速で動作可能なキャッシュシステム
を、他の付加回路なしに構築するためのキャッシュ用S
RAMチップを提供することにある。
【0018】そのため、 (1) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、メモリセ
ルに対するアドレスを設定できることを特徴としてい
る。 (2) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、キャッシ
ュヒットの判定ができることを特徴としている。 (3) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、要求アド
レスに対するキャッシュラインの無効化ができることを
特徴としている。 (4) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、上記(1)
のアドレスの設定と同時に記憶も行う手段を有すること
を特徴としている。 (5) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、上記(1)
のアドレスの設定と同時に記憶も行うアドレスデコード
手段を有することを特徴としている。 (6) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、上記(2)
で、キャッシュにヒットしたとき、同時にデータへのア
クセスを可能とする手段を有することを特徴としてい
る。 (7) 本発明のキャッシュシステムは、上記(1) から(6)
のうちの少なくとも1項のSRAMチップをデータ記憶
装置として使用することを特徴としている。
ルに対するアドレスを設定できることを特徴としてい
る。 (2) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、キャッシ
ュヒットの判定ができることを特徴としている。 (3) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、要求アド
レスに対するキャッシュラインの無効化ができることを
特徴としている。 (4) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、上記(1)
のアドレスの設定と同時に記憶も行う手段を有すること
を特徴としている。 (5) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、上記(1)
のアドレスの設定と同時に記憶も行うアドレスデコード
手段を有することを特徴としている。 (6) 本発明のキャッシュ用SRAMチップは、上記(2)
で、キャッシュにヒットしたとき、同時にデータへのア
クセスを可能とする手段を有することを特徴としてい
る。 (7) 本発明のキャッシュシステムは、上記(1) から(6)
のうちの少なくとも1項のSRAMチップをデータ記憶
装置として使用することを特徴としている。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【0020】まず、請求項7に係るキャッシュシステム
について説明する。
について説明する。
【0021】図1は本発明のキャッシュ用SRAMチッ
プ7を使用し、キャッシュシステムを構成した場合の実
施の形態を示すブロック図である。
プ7を使用し、キャッシュシステムを構成した場合の実
施の形態を示すブロック図である。
【0022】システムコントローラ6は、CPU4のメ
モリ5に対するアクセスを、より高速であるが容量の少
ないキャッシュ用SRAMチップ7に対して行う事で、
コンピュータシステム全体の高速化を図る。キャッシュ
用SRAMチップ7は容量が少ないため、キャッシュに
ヒットした場合のみアクセスが行われる。
モリ5に対するアクセスを、より高速であるが容量の少
ないキャッシュ用SRAMチップ7に対して行う事で、
コンピュータシステム全体の高速化を図る。キャッシュ
用SRAMチップ7は容量が少ないため、キャッシュに
ヒットした場合のみアクセスが行われる。
【0023】本実施の形態のキャッシュ用SRAMチッ
プ7は、キャッシュのヒットを判定し、HIT信号9に
よりヒットを伝える。また、同時にデータへのアクセス
も行うことができる。
プ7は、キャッシュのヒットを判定し、HIT信号9に
よりヒットを伝える。また、同時にデータへのアクセス
も行うことができる。
【0024】ラインフィルによるメモリ5のデータのキ
ャッシュ用SRAMチップ7へのコピーはキャッシュ用
SRAMチップ7へのライト動作のみで行うことができ
る。
ャッシュ用SRAMチップ7へのコピーはキャッシュ用
SRAMチップ7へのライト動作のみで行うことができ
る。
【0025】メモリ5とのデータの整合を取るため、キ
ャッシュラインの無効化を行う場合、INV信号10を
アクティブにしてアクセスを行うことで、自動的に行わ
れる。
ャッシュラインの無効化を行う場合、INV信号10を
アクティブにしてアクセスを行うことで、自動的に行わ
れる。
【0026】以上によりフルアソシエイティブ方式のキ
ャッシュシステムをアドレスタグやコンパレータ無しに
構築することができる。
ャッシュシステムをアドレスタグやコンパレータ無しに
構築することができる。
【0027】次に、請求項1から請求項6に係るSRA
Mチップについて説明する。
Mチップについて説明する。
【0028】まず、SRAMチップの構成について説明
する。
する。
【0029】図2は本発明のキャッシュ用SRAMチッ
プの一実施の形態を示すブロック図である。
プの一実施の形態を示すブロック図である。
【0030】コントローラA12は、外部からのキャッ
シュ制御信号8を受け、入出力回路15を制御し、アド
レス1の入力とデータ2の入出力を行う。
シュ制御信号8を受け、入出力回路15を制御し、アド
レス1の入力とデータ2の入出力を行う。
【0031】プログラマブルアドレスデコード回路16
は、アドレスを記憶し、要求アドレスにヒットした時、
メモリセル17へのアクセスを可能とし、コントローラ
A12にヒットを伝える。データはメモリセル17によ
り記憶される。
は、アドレスを記憶し、要求アドレスにヒットした時、
メモリセル17へのアクセスを可能とし、コントローラ
A12にヒットを伝える。データはメモリセル17によ
り記憶される。
【0032】また、コントローラA12は内部HIT信
号18・内部INV信号19・SET信号20によって
プログラマブルアドレスデコード回路16を制御し、ヒ
ット/ミス判定・無効化・キャッシュラインフィルを行
う。
号18・内部INV信号19・SET信号20によって
プログラマブルアドレスデコード回路16を制御し、ヒ
ット/ミス判定・無効化・キャッシュラインフィルを行
う。
【0033】図3は図2のプログラマブルアドレスデコ
ード回路群13内の第1のプログラマブルアドレスデコ
ード回路16の構成例を示すブロック図である。
ード回路群13内の第1のプログラマブルアドレスデコ
ード回路16の構成例を示すブロック図である。
【0034】プログラムアドレスデコード回路16は、
アドレス記憶部21を有する。これは、個々のアドレス
ビットに対するプログラマブルスイッチ23からなる。
このプログラマブルスイッチ23は、コントローラA1
2により生成されるSET信号20がアクティブとなっ
た時、アドレス1を参照し、デコード条件として記憶す
る。
アドレス記憶部21を有する。これは、個々のアドレス
ビットに対するプログラマブルスイッチ23からなる。
このプログラマブルスイッチ23は、コントローラA1
2により生成されるSET信号20がアクティブとなっ
た時、アドレス1を参照し、デコード条件として記憶す
る。
【0035】そして、論理積回路22によりアドレスの
デコードは完了され、内部HIT信号18によりコント
ローラA12に伝えられる。また、ヒットした場合、同
時に第1のメモリセル14がアクセス可能となる。
デコードは完了され、内部HIT信号18によりコント
ローラA12に伝えられる。また、ヒットした場合、同
時に第1のメモリセル14がアクセス可能となる。
【0036】この時内部INV信号19がアサートされ
ているとプログラマブルスイッチ23はクリアされプロ
グラマブルアドレスデコード回路20もクリアされる。
ているとプログラマブルスイッチ23はクリアされプロ
グラマブルアドレスデコード回路20もクリアされる。
【0037】次に、キャッシュシステムにおける本発明
の実施の形態のキャッシュ用SRAMチップの動作につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
の実施の形態のキャッシュ用SRAMチップの動作につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
【0038】図4は図2のキャッシュ用SRAMチップ
の動作を示すフローチャートである。
の動作を示すフローチャートである。
【0039】アドレス1がプログラマブルデコード回路
16によりデコードされると、内部HIT信号18がア
クティブとなる。これがコントローラA12に伝えら
れ、HIT信号9がアサートされる(ステップA1,A
2)。これによりキャッシュヒットの判定が行われ、外
部システムに伝えられる。また、これと同時に、メモリ
セル17がアクティブとなりキャッシュ制御信号8がデ
ータのリード・ライトを示す時、入出力回路15を通じ
アクティブとなったメモリセル17のデータのリード・
ライトが行われる(ステップA3,A4)。これはキャ
ッシュシステム上ではキャッシュヒットの動作である。
16によりデコードされると、内部HIT信号18がア
クティブとなる。これがコントローラA12に伝えら
れ、HIT信号9がアサートされる(ステップA1,A
2)。これによりキャッシュヒットの判定が行われ、外
部システムに伝えられる。また、これと同時に、メモリ
セル17がアクティブとなりキャッシュ制御信号8がデ
ータのリード・ライトを示す時、入出力回路15を通じ
アクティブとなったメモリセル17のデータのリード・
ライトが行われる(ステップA3,A4)。これはキャ
ッシュシステム上ではキャッシュヒットの動作である。
【0040】また、このキャッシュヒットした時、IN
V信号10がアサートされていると、コントローラA1
2はヒットしているプログラマブルアドレスデコード回
路16を内部INV信号19をアサートする事でクリア
する(ステップB1)。これにより次回からこのアドレ
スはヒットしなくなる。これは、キャッシュシステム上
ではキャッシュラインの無効化の動作である。
V信号10がアサートされていると、コントローラA1
2はヒットしているプログラマブルアドレスデコード回
路16を内部INV信号19をアサートする事でクリア
する(ステップB1)。これにより次回からこのアドレ
スはヒットしなくなる。これは、キャッシュシステム上
ではキャッシュラインの無効化の動作である。
【0041】要求アドレスがプログラマブルアドレスデ
コード回路群13のどれにもヒットしなかった場合、外
部HIT信号9はアサートされない。キャッシュ制御信
号8がライトを示す時、コントローラA12によって選
択されたSET信号20がアサートされ、プログラマブ
ルアドレスデコード回路16に、この時のアドレス1が
アドレスデコード条件として設定され、記憶される。す
ると、このプログラマブルアドレスデコード回路16に
記憶されたアドレスがデコード条件となりデコードが行
われ、メモリセル17がアクティブとなりデータ2が入
出力回路4を通じ書き込まれる(ステップC1,C2,
C3,C4)。これは、キャッシュシステム上では、ラ
インフィルの動作である。
コード回路群13のどれにもヒットしなかった場合、外
部HIT信号9はアサートされない。キャッシュ制御信
号8がライトを示す時、コントローラA12によって選
択されたSET信号20がアサートされ、プログラマブ
ルアドレスデコード回路16に、この時のアドレス1が
アドレスデコード条件として設定され、記憶される。す
ると、このプログラマブルアドレスデコード回路16に
記憶されたアドレスがデコード条件となりデコードが行
われ、メモリセル17がアクティブとなりデータ2が入
出力回路4を通じ書き込まれる(ステップC1,C2,
C3,C4)。これは、キャッシュシステム上では、ラ
インフィルの動作である。
【0042】
【発明の効果】本発明の効果は、フルアソシエイティブ
方式のキャッシュシステムを構築する場合に、ホストバ
スのアドレスを記憶するアドレスタグと、要求アドレス
をアドレスタグと比較し、ヒットするSRAMチップの
アドレスを選択するためのコンパレータが不要となると
いうことである。これにより、回路の簡素化することが
でき、フルアソシエイティブ方式のキャッシュシステム
の実用が可能となる。
方式のキャッシュシステムを構築する場合に、ホストバ
スのアドレスを記憶するアドレスタグと、要求アドレス
をアドレスタグと比較し、ヒットするSRAMチップの
アドレスを選択するためのコンパレータが不要となると
いうことである。これにより、回路の簡素化することが
でき、フルアソシエイティブ方式のキャッシュシステム
の実用が可能となる。
【0043】その理由は、SRAMチップのアドレスを
自由に設定でき、アドレスのデコードの可否でキャッシ
ュヒットの判定を行っているからである。
自由に設定でき、アドレスのデコードの可否でキャッシ
ュヒットの判定を行っているからである。
【0044】また、これにより要求アドレスとSRAM
チップのアドレスとの比較が不要となり、高速なアクセ
スも可能となっている。
チップのアドレスとの比較が不要となり、高速なアクセ
スも可能となっている。
【図1】本発明のキャッシュ用SRAMチップを使用し
たキャッシュシステムの一実施の形態を示すブロック図
である。
たキャッシュシステムの一実施の形態を示すブロック図
である。
【図2】本発明のキャッシュ用SRAMチップの一実施
の形態を示すブロック図である。
の形態を示すブロック図である。
【図3】図2のプログラマブルアドレスデコード回路群
13内の第1のプログラマブルアドレスデコード回路1
6の構成例を示すブロック図である。
13内の第1のプログラマブルアドレスデコード回路1
6の構成例を示すブロック図である。
【図4】図2のキャッシュ用SRAMチップの動作を示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図5】従来のSRAMチップの一例を示すブロック図
である。
である。
【図6】従来のSRAMチップのを使用したフルアソシ
エイティブ方式のキャッシュシステムの一例を示す概念
図である。
エイティブ方式のキャッシュシステムの一例を示す概念
図である。
1 アドレス 2 データ 3 制御信号 4 CPU 5 メモリ 6 システムコントローラ 7 キャッシュ用SRAM 8 キャッシュ用制御信号 9 HIT信号 10 INV信号 11 メモリ制御信号 12 コントローラA 13 プログラマブルアドレスデコード回路群 14 メモリセル群 15 入出力回路 16 プログラマブルアドレスデコード回路 17 メモリセル 18 内部HIT信号 19 内部INV信号 20 SET信号 21 アドレス記憶部 22 論理積回路 23 プログラマブルスイッチ 24 コントローラB 25 アドレスデコード回路群 26 アドレスデコード回路 27 アドレス線 28 キャッシュメモリ 29 アドレスタグ 30 コンパレータ 31 キャッシュライン
Claims (7)
- 【請求項1】 メモリセルに対するアドレスを設定でき
ることを特徴とするキャッシュ用SRAMチップ。 - 【請求項2】 キャッシュヒットの判定ができることを
特徴とするキャッシュ用SRAMチップ。 - 【請求項3】 要求アドレスに対するキャッシュライン
の無効化ができることを特徴とするキャッシュ用SRA
Mチップ。 - 【請求項4】 前記アドレスの設定と同時に記憶も行う
手段を有することを特徴とする請求項1記載のキャッシ
ュ用SRAMチップ。 - 【請求項5】 前記アドレスの設定と同時にアドレスデ
コードも行う手段を有することを特徴とする請求項1記
載のキャッシュ用SRAMチップ。 - 【請求項6】 キャッシュにヒットしたとき、同時にデ
ータへのアクセスを可能とする手段を有することを特徴
とする請求項2記載のキャッシュ用SRAMチップ。 - 【請求項7】 請求項1から請求項6のうちの少なくと
も1項のSRAMチップをデータ記憶装置として使用す
ることを特徴とするフルアソシエイティブ方式のキャッ
シュシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8096681A JPH09282230A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | キャッシュ用sramチップおよびキャッシュシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8096681A JPH09282230A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | キャッシュ用sramチップおよびキャッシュシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09282230A true JPH09282230A (ja) | 1997-10-31 |
Family
ID=14171542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8096681A Pending JPH09282230A (ja) | 1996-04-18 | 1996-04-18 | キャッシュ用sramチップおよびキャッシュシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09282230A (ja) |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP8096681A patent/JPH09282230A/ja active Pending
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19981104 |