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JPS59213084A - バッファ記憶装置のアクセス制御方式 - Google Patents

バッファ記憶装置のアクセス制御方式

Info

Publication number
JPS59213084A
JPS59213084A JP58085351A JP8535183A JPS59213084A JP S59213084 A JPS59213084 A JP S59213084A JP 58085351 A JP58085351 A JP 58085351A JP 8535183 A JP8535183 A JP 8535183A JP S59213084 A JPS59213084 A JP S59213084A
Authority
JP
Japan
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way
address
storage device
read
access
Prior art date
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Granted
Application number
JP58085351A
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English (en)
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JPS6215896B2 (ja
Inventor
Hirosada Tone
利根 廣貞
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Priority to EP19840303047 priority patent/EP0125855B1/en
Priority to CA000453619A priority patent/CA1218753A/en
Priority to DE8484303047T priority patent/DE3485487D1/de
Priority to KR8402493A priority patent/KR890003688B1/ko
Priority to AU27887/84A priority patent/AU551435B2/en
Priority to ES532492A priority patent/ES8503868A1/es
Priority to BR8402299A priority patent/BR8402299A/pt
Publication of JPS59213084A publication Critical patent/JPS59213084A/ja
Publication of JPS6215896B2 publication Critical patent/JPS6215896B2/ja
Priority to US07/423,588 priority patent/US5097414A/en
Granted legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0844Multiple simultaneous or quasi-simultaneous cache accessing
    • G06F12/0846Cache with multiple tag or data arrays being simultaneously accessible
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches
    • G06F12/0864Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches using pseudo-associative means, e.g. set-associative or hashing

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
  • Memory System (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)  発明の技術分野 主記憶装置とバッファ記憶装置の2階層で構成されるメ
モリシステムを有し、且つパイプライン処理を行うデー
タ処理システムにおいて、データ処理装置等からのスト
アアクセスを行う時のバッファストア制御方式に関す。
(′b)技術の背景 本発明の対象となるバッファ記憶装置はタグ部(TAG
 )とデータ部(DATA)とから成り、それぞれ複数
個のウェイで構成されている。
又、各タグ部及びデータ部はストア又は転送の単位であ
漁る複数のブロックから成っており、タグ部にはそれぞ
れのブロックに対応して、該ブロックの有効性(主記憶
装置よりデータが転送さ〃れていて、書き込み動作がで
きることを示す)を示すハリッドビソトを持っている。
主記憶装置とへソファ記憶装置との2階層で構成される
メモリシステムを有するデータ処理システムでは、メモ
リアクセスを行う時、先ずバッファ記憶装置に該当アド
レスのデータが有るがどうかを、上記タグ部をウェイ単
位で検索(アドレスの一致を見る)し、どのウェイがら
も該当アドレスの一致が得られない時は、該バッファ記
憶装置には求めるデータが存在しないことになるので、
主記憶装置から当該アドレスのデータを読み取り、上記
バッファ記憶装置に転送し、以後はバッファ記憶装置に
対してメモリアクセスを行うよう制御されるのが一般的
である。
然し、ストアスル一方式のバッファストア制御方式では
、主記憶装置へのストアアクセスを行う時、該ストアア
クセスのアドレスブロックが前記バッファ記憶装置に有
る場合、該バッファ記憶装置に対しても同時にストアア
クセスを行い、無い場合には該バッファ記憶装置に対す
るストアアクセスを行わないで、主記憶装置に対しての
みストアアクセスを行うよう制御される。
このようなバッファ記憶装置に対して、パイプライン処
理を行うデータ処理装置がストアアクセスを連続して行
うと、後続命令によるフェッチ動作と上記ストア動作と
が重なり、結果的には後続命令のフェッチ動作が待たさ
れ、ロスサイクルの発生となり、システム全体の処理能
力を低下させることになるので、効果的な制御方式の提
供が望まれていた。
(C)  従来技術と問題点 バッファ記憶装置(以下H5Bという)を持つデータ処
理装置においては、ll5Bへのストアオペレーション
は、先ずストアすべきアドレスがHSB上に有るか否か
を調べ、有った場合に実際の書き込みを行う手順を採っ
ている。
第1図がHSBに対するストアオペレーションに関連す
る部分をブロック図で示したものであり、第2図がスト
アオペレーションのタイムチャートをブロック図と対応
させて示したものである。図面において、lは有効アド
レスレジスフ(EAR)でデータ処理装置内の命令ユニ
ット(図示せず)からの命令フェッチ、オペランドフェ
ッチのアドレスを受は取るレジスタ、2はバッファ記憶
装置(IIsB ) 、 21はjlsB 2のタグ部
、22はHSB 2のデータ部、23は比較器(C: 
) 、 24はエンコーダ、25はウェイナンバーレジ
スタ(WNR) 、 3はB2 REG。
4はオペランドアドレスポー) (OPAP)である。
ストアオペレーションでは、先ずストアアドレスでHS
B 2の読み出しを行い、ストアアドレスがHSB 2
上に有るか否かを調べることが実行される。
この時、ストアアドレスは第1図の有効アドレスレジス
タ(EAR) lにセントされ、その内HSB 2のブ
ロックアドレスに相当するビット20〜25でHSB2
のタグ部21の内容を読み出す。タグ部21には、その
内容が有効か否かを示す有効ビン) (Vビット)と該
ブロックデータの上位アドレスピント8〜19が登録さ
れている。上記有効ピッl−(Vビット)がオンであれ
ば、上位アドレスビット8〜19と有効アドレスレジス
タ(EAR)1 のピント8〜19を比較器(C)23
で比較することにより、ストアアドレスが)ISB 2
内に有るが否かが判る。比較器(C”) 23で一致し
たものが有れば、そのウェイ番号をエンコーダ24でエ
ンコードして、ウェイナンバーレジスタ(WNR) 2
5に蓄積しておき、実際の書き込み動作時に、書き込む
ウェイ番号を指定する際に用いられる。・ 第1図を参照しながら第2図で示したストアオペレーシ
ョンのタイムチャートについて説明する。
先ず、有効アドレスレジスフ(EAR) lにストアア
ドレスをセントする為のプライオリティ ()々イブラ
インを使用する優先順位を示す) Pop fchが立
てられる。この後Bl (バッファ1 ) 、 B2 
()\・ノファ2)の2サイクルでll5B 2のタグ
部21が読み出され、B2サイクルの終わりでウェイナ
ンバーレジスタ(WNR)25がセットされる。有効ア
ドレスレジスタ(EAR) 1のアドレスは、B2サイ
クルでB2 REG 3にセントされ、Rサイクルでオ
ペランドアドレスポート(OPAP) 4に保存される
。HSB 2への書き込むを行う場合には、Popst
が立てられ、書き込みアドレスがオペランドアドレスポ
ー1− (OPAP) 4から有効アドレスレジスタ(
EAI? )■にセントされ、ウェイナンバーレジスタ
(WNR)25で指定された)ISB 2のデータ部2
2の該当ウェイにある当該ブロックにデータが書き込ま
れる。
このようなストアオペレーションが連続した場合、)I
sB 2に対する有効アドレスレジスタ(EAR)1は
1つしか無い為、前記プライオリティPopfchとP
opstが重なった時は、第3図(1)のタイムチャー
トで示したように、後続命令のPopfchが待たされ
ることとなる。従ってロスサイクルが発生し、データ処
理装置の処理能力がダウンする問題があった。本発明は
第3図(2)で示したタイムチャートのように、Pop
 fchとPClstを同時に処理し、前の命令のPo
pstによる後続命令のPop fchの遅れを無くす
ようにしようとするものである。
1dl  発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑み、へソファ記憶装置に対
する読み取り動作と書き込み動作とが重なった場合に、
読み取り動作の遅れを無くする方式を提供することを目
的とするものである。
18)  発明の構成 そしてこの目的は、本発明によれば− 411複数のウェイから成るバッファ記憶装置と主記憶
装置とを有するデータ処理システムにおいて、該バッフ
ァ記憶装置のアドレス情報を保持するタグ部とデータを
保持するデータ部のアクセス機構を独立にし、然もデー
タ部においては各ウェイ毎に、複数のアドレスバスから
1つを選択できるように構成し、読み出しアクセスのア
ドレスと書き込みアクセスのアドレスを、ウェイ毎に選
択できるように構成することにより、同一のマシンサイ
クル内で読み出し動作と書き込み動作とを同時に実行し
、該読み出しアクセスと書き込みアクセスとが同じウェ
イに重なった場合のみ、読み出しアクセスを再度実行す
るように制御する方法12)  (11項記載のへソフ
ァストア制御方式において、ストアスル一方式のパ・/
ファストア制御を行う場合、ストアアクセスを行うウェ
イが該バッファ記憶装置に存在しない時は、読み出しア
クセスを無条件に許容するよう制御する方法 を提供することによって達成され、バッファ記憶装置に
対する読み取り動作と書き込み動作とが重なっても、ア
クセスするウェイが一致しない限り同時アクセスができ
るので、データ処理システムの処理能力を向上させるこ
とができる。
(fl  発明の実施例 以下本発明を図面によって詳述する。本発明の一実施例
を第4図に示す。本図において1,2゜2L 22.2
3.24.25迄は第1図で説明したものと同じである
。28が本発明の実施に必要なセレクタ(SEL )で
HSB 2のデータ部22をアクセスするアドレスデー
タを切り替える機能を有している。
本実施例ではHSB 2のタグ部21は有効アドレスレ
ジスタ(EAR’) 1のビット20〜25でアクセス
するが、)IsB 2のデータ部22については、各ウ
ェイ毎に有効アドレスレジスフ(EAR’) 1のピン
ト20〜25をアドレスとして使うか、オペランドアド
レスポート(OPAP) 4のピント20〜25をアド
レスとして使うか、を選択できるように構成している。
この選択回路がセレクタ(SEL )2Bであってウェ
イナンバーレジスタ(WNI? )25の出力信号によ
って制御される。即ち、I(SB 2に対する書き込み
動作は、ウェイナンバーレジスタ(wNR> 25で指
定されるHSB 2のデータ部22の1ウエイのみを第
2図で説明したオペランドアドレスポート(OPAP)
4のビット20〜25でアクセスし、同時に処理される
読み出し動作は、HSB 2のタグ部21と、ウェイナ
ンバーレジスタ(WNR) 25で指定されるウェイを
除いたデータ部22とを有効アドレスレジスフ(EAR
) 1のビット20〜25によりアクセスするように制
御する。
このように制御することにより、上記書き込みウェイを
除いた他のウェイに対する読み出し動作と該書き込み動
作とが同一マシンサイクルで実行される。
本発明の他の実施例を次に説明する。第4図における論
理和回路26.ウエイナンバーレジスクバリソドビソト
(WNRV) 27.及びゲート回路29が本実施例を
実行するのに必要な回路である。
前記実施例において、ストアスル一方式のバッファスト
ア制御を考えると、ll5B 2のタグ部21にストア
アドレスが存在しなげれば、データ部22に書き込みを
行う必要がないことに着目して、ウェイ0〜ウエイFま
での比較器(C) 23の一致信号の論理和で、ウエイ
ナンバーレジスクバリッドビソト(WNRV) 27を
セントするようにし、上記一致信号が得られない時は、
ウエイナンハーレジスタハリンドビソト(WNRV) 
27はオフの侭とする。このようにして得られたウエイ
ナンハーレジスタバリソドビット(WNRV)信号でゲ
ート回路29を制御し、セレクタ(SEL ) 28の
総てが、有効アドレスレジスタ(EAR) 1のビット
20〜25を選択するように制御するのである。
このように制御することにより、書き込み動作において
、ll5B 2のタグ部21に一致するウェイが無く、
実際の書き込み動作を行う必要が無い場合には、同一マ
シンサイクルで読み出しアクセスを無条件に許容し、書
き込みを行う場合でも、ウェイが一致しない限り、書き
込み動作と読み出し動作とを同一マシンサイクルで処理
することができ、システムの処理能力を向上させること
ができる。
読み出し動作において、その読み出しアドレスがH5B
 2のタグ部21に存在し、そのウェイ番号が書き込み
ウェイ番号と一致した場合には、第5図のウェイ一致検
出回路により、読み出し動作の再実行を行うように制御
する。本図において、6はウェイ番号をデコードするデ
コーダ、7は論理積回路、8は論理和回路である。
本発明によるバッファストア制御方式において、読み出
しアドレスが書き込みアドレスと一致した場合、読み出
しアドレスに関連したll5B 2の比較器(C)23
の各ウェイ毎の一致出力CO〜CFのいづれかと、第4
図におけるウェイナンバーレジスタ(WNR) 25を
デコードした書き込みアドレスに関連するデコーダ6の
出力と、そのウェイナンバーレジスタ(WNR) 25
に対するウエイナンハーレジスターバリソドビット(W
NRV) 27との論理積が諒理積回路7で採られて、
上記読み出しアドレスに対して、再読み出し要求信号が
作成され、読み出し動作と同時動作で書き込まれた、最
新の書き込みデータを読み出すかとができる。
+g1  発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明によればパイプライ
ン処理を行うデータ処理システムにおけるバッファスト
ア制御方式において、バッファ記憶装置に対する読み出
し動作と書き込み動作とを同一マシンサイクルで実行す
るように制御され、特にストアスル一方式のバッファス
トア制御方式においては、バッファ記憶装置上にストア
アドレスが存在しなければ、同じマシンサイクルで読み
出し動作を無条件に実行できるように制御し、書き込み
を行う場合でも、バッファ記憶装置のタグ部のウェイが
、読み出しアドレスのウェイと一致した場合のみ、読み
出しの再実行を行うよう制御されるので、上記データ処
理装置におけるパイプライン処理を効率的に実行でき、
システム全体の処理能力を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はバッファ記憶装置に対するストアオペレーショ
ンに関連する部分の概略をブロック図で示した図、第2
図はストアオペレーションをタイムチャートで示した図
、第3図はパイプライン処理において本発明の主旨をタ
イムチャートで説明する図、第4図は本発明の一実施例
を示す図、第5図は再読み出しを行う為のウェイ一致検
出回路を示す図である。 図面において、1は有効アドレスレジスフ(E/IR)
、2はバッファ記憶装置(H5B ) 、 21はタグ
部、22はデータ部、23は比較器(C) 、 25は
ウェイナンバーレジスタ(WNR) 、 27はウエイ
ナンハーレシスクハリソドビット (WNRV) 、 
28はセレクタ(SEL ) 、 4はオペランドアド
レスボート(OPAP) 、  Pop fchとPo
pstはパイプライン演算器ヲ使用する優先順位の1つ
で、オペランドフェッチとオペランドストア処理をそれ
ぞれ示す。 手続補正書(自発) 昭和    年    月    L159、 6.1
1 昭用夕2+1 ↑“N’l”顧第2丈3女l じ3  
1山 11  を 4 る と I(I’lとの閏脩     ’I’+、+’l’出卯
人Ih +91 神全用県川崎1]Illすj;■区]
、小Ill中1015番地(522)名(ら、富士通株
式会社 4 代  理  人     住所 神全用県川崎11
川りlij区1:II・Ill中1015rlf地富士
通株式会社内 8浦11.の内界別紙の通り (1)明細書の発明の名称を下記の通り補正する。 「バッファ記憶装置のアクセス制御方式」(2)明細書
の特許請求の範囲の欄を下記の通り補正する0 「データを格納するデータ部と該データに関す上記デー
タ部を、各組毎に独立して読出しアドレス又は書込みア
ドレスのいずれかを選択し、読出し又は書込み動作を行
うよう構成し。 並行して、該組のタグ部及び他の組のデータ部とタグ部
に対する読出し動作を実行可能としたことを特徴とする
バッファ記憶装置のアクセス制御方式。」

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のウェイから成るバッファ記憶装置と主記憶
    装置とを有するデータ処理システムにおいて、該バッフ
    ァ記憶装置のアドレス情報を保持するタグ部とデータを
    保持するデータ部のアクセス機構を独立にし、然もデー
    タ部においては各ウェイ毎に、複数のアドレスバスから
    1つを選択することができるように構成し、読み出しア
    クセスのアドレスと書き込みアクセスのアドレスを、ウ
    ェイ毎に選択できるようにすることにより、同一のマシ
    ンサイクル内で読み出し動作と書き込み動作とを同時゛
    に実行し、該読み出しアクセスと書き込みアクセスとが
    同じウェイに重なった場合のみ、読み出しアクセスを再
    度実行するように制御する御方式において、ストアスル
    一方式のバッファストア制御を行う場合、ストアアクセ
    スを行う・2イが該バッファ記憶装置に存在しない時は
    、読み出しアクセスを無条件に許容するよう制御するこ
    とを特徴とするバッファストア制御方式。
JP58085351A 1983-05-16 1983-05-16 バッファ記憶装置のアクセス制御方式 Granted JPS59213084A (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58085351A JPS59213084A (ja) 1983-05-16 1983-05-16 バッファ記憶装置のアクセス制御方式
EP19840303047 EP0125855B1 (en) 1983-05-16 1984-05-04 Buffer-storage control system
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Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59213084A true JPS59213084A (ja) 1984-12-01
JPS6215896B2 JPS6215896B2 (ja) 1987-04-09

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Country Status (9)

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EP (1) EP0125855B1 (ja)
JP (1) JPS59213084A (ja)
KR (1) KR890003688B1 (ja)
AU (1) AU551435B2 (ja)
BR (1) BR8402299A (ja)
CA (1) CA1218753A (ja)
DE (1) DE3485487D1 (ja)
ES (1) ES8503868A1 (ja)

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