JP2000215111A - メモリ制御装置及びメモリ制御方法 - Google Patents

メモリ制御装置及びメモリ制御方法

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JP2000215111A
JP2000215111A JP11016671A JP1667199A JP2000215111A JP 2000215111 A JP2000215111 A JP 2000215111A JP 11016671 A JP11016671 A JP 11016671A JP 1667199 A JP1667199 A JP 1667199A JP 2000215111 A JP2000215111 A JP 2000215111A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 障害の早期検出と障害の排除によりシステム
の運用がシームレスに継続されるとともに、信頼性を向
上させるようにする。 【解決手段】 CPU10によってメモリアクセスが開
始され、キャッシュメモリ40が空き状態にあるとき、
メモリ制御回路50により、キャッシュメモリ40の検
査すべきキャッシュラインを指定するとともに、指定し
たキャッシュラインのデータをキャッシュメモリ40か
ら取り出して検査を行うようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内蔵されるキャッ
シュメモリに対するメモリ制御装置及びメモリ制御方法
に関し、特に、キュッシュ動作の空き時間を利用して、
自律的にキャッシュ内のデータチェックを行うメモリ制
御装置及びメモリ制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、メモリの障害を検出する場
合、上位装置がメモリ装置へアクセスし、実際のデータ
を読み出してデータの検査を行う。読み出したデータに
誤りがあればメモリの障害が検出される。
【0003】この場合、アクセス頻度の少ないデータが
メモリ内に長期間に渡り滞留していると、保持特性等に
起因する障害が潜在化し、やがて多重障害を誘発するこ
ととなる。このような多重障害が誘発されると、システ
ム全体の信頼性を低下させるとともに、サービス能力の
低下やシステムの運用を継続できないという欠点を生じ
てしまう。
【0004】このような障害を解消するようにしたもの
として、たとえば特開平3−59740号公報では、周
期的な割り込み信号を発生するタイマ回路と、メモリの
障害時にエラー表示を行うエラー表示F/F回路とを備
えている。
【0005】これにより、割り込み信号が到来すると、
メモリのアドレスが更新され、そのアドレスに全ビット
がセットされたデータが記憶される。その後、データを
読み出して照合するとともに、同じアドレスに全ビット
がリセットされたデータが記憶される。
【0006】データの照合の結果、メモリ障害が検出さ
れるとエラー表示F/F回路によってエラー表示が行わ
れる。これにより、全てのメモリの全てのビットの障害
検出が行われるので、完全なメモリチェックが行えるよ
うになっている。
【0007】また、特開平4−86932号公報では、
フェッチサイクル表示信号によってディスイネーブルさ
れるアドレスバスバッファAと、データバスバッファ
と、フェッチサイクル表示信号によりイネーブルされる
アドレスバスバッファBと、フェッチサイクル表示信号
によりカウントアップされるカウンタと、フェッチサイ
クル表示信号及びデコーダから出力されるRAMやパリ
ティビット保持メモリのチップイネーブル信号のAND
をとるANDゲートとを設けている。
【0008】これにより、OPコードフェッチサイクル
中にメモリ障害検出回路によって障害検出が行われるた
め、RAMの潜在的な障害がCPUの処理能力を落とす
ことなく早期に検出されるようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した前
者の先行技術では、周期的な割り込み信号を用いていた
り、テストデータとして2つの固有のパターンを用いて
いたり、検査の前後に元のデータの退避や回復処理が必
要となったりするため、通常のシステム運用においても
固定的なサービス運用の低下を伴うという問題がある。
【0010】また、障害時には、障害の排除が行われな
いために、サービスの中断を招いてしまうという問題も
ある。
【0011】一方、上述した後者の先行技術では、命令
コードフェッチ中に、異なるアドレスを用いて行われる
検査方式であるため、命令コード部のメモリには適用で
きないという問題がある。
【0012】また、命令フェッチサイクルとデータアク
セスサイクルとが明確に分離された特定のプロセサに依
存するため、特定のプロセサに限定されるという問題も
ある。さらに、障害時には、障害の排除が行われないた
め、上記同様に、サービスの中断を招いてしまうという
問題もある。
【0013】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、障害の早期検出と障害の排除によりシス
テムの運用をシームレスに継続できるとともに、信頼性
を向上させることができるメモリ制御装置及びメモリ制
御方法を提供することができるようにするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のメモリ
制御装置は、メモリアクセスを行うCPUと、内部アク
セス用としてのメモリバスを介してCPUに接続された
バスユニットと、外部アクセス用としてのメモリバスを
介してバスユニットに接続された主記憶メモリと、内部
アクセス用としてのメモリバスを介してCPUに接続さ
れたキャッシュメモリと、CPUによってメモリアクセ
スが開始され、かつキャッシュメモリが空き状態である
とき、キャッシュメモリ内のデータを検査するメモリ制
御回路とを備えることを特徴とする。また、キャッシュ
メモリは、CPUによってメモリアクセスが開始された
とき、有効なアドレス部が存在しない場合には、mis
信号を生成するとともに、CPUによってメモリアクセ
スされる主記憶メモリからの応答があるまで空き状態と
なるようにすることができる。また、メモリ制御回路
は、mis信号を受けると、キャッシュメモリの検査す
べきキャッシュラインを指定するキャッシュライン指定
手段と、指定されたキャッシュラインのデータをキャッ
シュメモリから取り出して検査を行うデータ検査手段と
を備えるようにすることができる。また、データ検査手
段は、キャッシュメモリの訂正可能なデータの訂正を行
うと、キャッシュライン指定手段は、訂正されたデータ
をキャッシュラインに書き戻すようにすることができ
る。また、キャッシュライン指定手段は、データ検査手
段によるキャッシュメモリのデータ訂正が不可能である
場合、訂正不可能なデータを排除するとともに、重大な
障害を検出したとき、CPUに対して障害を通知するよ
うにすることができる。請求項6に記載のメモリ制御方
法は、キャッシュメモリ又は主記憶メモリのメモリアク
セスを行う第1の工程と、メモリアクセスが開始され、
かつキャッシュメモリが空き状態であるとき、キャッシ
ュメモリ内のデータを検査する第2の工程とを備えるこ
とを特徴とする。また、第2の工程には、メモリアクセ
スが開始されたとき、有効なアドレス部が存在しない場
合には、mis信号を生成するとともに、メモリアクセ
スされる主記憶メモリからの応答があるまで空き状態と
なる工程が含まれるようにすることができる。また、第
2の工程には、mis信号を受けると、キャッシュメモ
リの検査すべきキャッシュラインを指定する第3の工程
と、指定されたキャッシュラインのデータをキャッシュ
メモリから取り出して検査を行う第4の工程とが含まれ
るようにすることができる。また、第4の工程には、キ
ャッシュメモリの訂正可能なデータの訂正を行う工程が
含まれ、第3の工程には、訂正されたデータをキャッシ
ュラインに書き戻す工程が含まれるようにすることがで
きる。また、第3の工程には、キャッシュメモリのデー
タ訂正が不可能である場合、訂正不可能なデータを排除
するとともに、障害を通知する工程が含まれるようにす
ることができる。本発明に係るメモリ制御装置及びメモ
リ制御方法においては、CPUによってメモリアクセス
が開始され、キャッシュメモリが空き状態にあるとき、
メモリ制御回路により、キャッシュメモリの検査すべき
キャッシュラインを指定するとともに、指定したキャッ
シュラインのデータをキャッシュメモリから取り出して
検査を行うようにする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0016】図1は、本発明のメモリ制御装置の一実施
の形態を示すブロック図、図2は、図1のメモリ制御装
置の動作を説明するためのタイムチャート、図3は、図
1のメモリ制御装置の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【0017】図1に示すメモリ制御装置は、CPU1
0、バスユニット(BU)20、主記憶メモリ(Me
m)30、キャッシュメモリ40及びメモリ制御回路5
0を備えている。
【0018】CPU10は、メモリバスを介してバスユ
ニット(BU)20及びキャッシュメモリ40に接続さ
れている。
【0019】内部アクセス用としてのメモリバスは、ア
ドレスバス11、制御バス12及びデータバス13から
構成されている。外部アクセス用としてのメモリバス
は、アドレスバス21、制御バス22及びデータバス2
3から構成されている。
【0020】CPU10は、アドレスバス11、制御バ
ス12及びデータバス13を介してメモリアクセスを行
う。
【0021】キャッシュメモリ40は、CTL、dat
a及びCHKから構成されている。CTLは、状態情報
としての複数のrvd41及び複数のtag42から構
成されている。dataは、複数のラインのcache
data43から構成されている。CHKは、各キャッ
シュラインのcachedata43に対応する複数の
code44から構成されている。
【0022】メモリ制御回路50は、Det検出回路5
1、CHKCTL回路52、A_PTRCTR回路53
及びCHKer回路54から構成されている。Det検
出回路51は、Det検出の結果を信号61としてCH
KCTL回路52に出力する。ここで、Det検出回路
51、CHKCTL回路52及びA_PTRCTR回路
53は、キャッシュライン指定手段とされている。CH
Ker回路54は、データ検査手段とされている。
【0023】そして、キャッシュメモリ40は、メモリ
バスからのアクセスを受け取ると、内部に保持している
状態情報としてのrvd41及びtag42を調べる。
このとき、キャッシュメモリ40は、アドレスバス11
で指定された有効なキャッシュラインを有していれば、
CPU10へ制御バス12を介して応答信号を返送す
る。
【0024】また、キャッシュメモリ40は、指定され
たアドレスに対し、CPU10からの指示に基づいたリ
ード又はライト処理を行う。このときの制御指示は、制
御バス12を介して行われる。また、データの入出力
は、データバス13を介して行われる。キャッシュメモ
リ40内に有効なキャッシュラインが存在しない場合、
キャッシュメモリ40からmis信号60が出力され
る。
【0025】また、キャッシュメモリ40は、信号63
によって指定されたキャッシュラインのcacheda
ta43とそれに対応するcode44とを、それぞれ
信号64及び65として出力する。また、remove
信号67を受け取ると、信号63により指定された状態
情報としてのrvd41をinvalid状態に書き換
えてデータの排除を行う。あるいは、指定された状態情
報としてのrvd41をremoveとマークする。
【0026】バスユニット(BU)20は、mis信号
60をキャッシュメモリ40から受け取ると、外部メモ
リへのアクセスを行うために、イネーブル状態となる。
【0027】メモリ制御回路50は、mis信号60又
はbusidle信号69をDet検出回路51を介し
て受け取ると、CHKCTL回路52を起動して動作状
態に入る。CHKCTL回路52が起動されると、信号
62を出力する。
【0028】A_PTRCTR回路53は、ポインタを
信号63としてキュッシュメモリ40へ出力する。CH
Ker回路54は、信号64として受けたcached
ata43と、信号65として受けたcode44との
正常性の検査を行う。
【0029】CHKer回路54で検査された結果は、
result信号66でCHKCTL回路52に報告さ
れる。
【0030】CHKCTL回路52はこれを受けると、
CHKer回路54で訂正されたcachedata4
3とcode44とを信号64及び信号65で書き戻
す。又は、remove信号67を出力する。又は、a
larm信号68を出力する。さらに、CHKCTL回
路52は、次回の処理のために、A_PTRCTR回路
53のポインタを更新して起動された一連の動作を終え
る。
【0031】次に、このような構成のメモリ制御装置の
動作を、図2及び図3を用いて説明する。
【0032】まず、CPU10は、アドレスバス11、
制御バス12及びデータバス13を介して制御信号を出
力し、メモリアクセスを行う。CPU10は、図2の時
刻t0で制御信号であるADSを出力し、アドレスバス
11のアドレスが有効なことを指示する(ステップA
1:図3)。
【0033】キャッシュメモリ40は、制御信号である
ADSとadrs(アドレス)−Aとを、図2の時刻t
1で受けると、キャッシュメモリ40内の状態情報とし
てのrvd41及びtag42を調べる(ステップA
2,A3:図3)。
【0034】キャッシュメモリ40は、有効なキャッシ
ュラインを有していれば、応答信号であるVLDを図2
の時刻t1中に、制御バス12を介して返送する。制御
バス12がリード動作を指示していれば、指定されたア
ドレスに対応するキャッシュメモリ40内のデータが、
図2の時刻t2でデータバス13を介してCPU10へ
出力される(ステップA4:図3)。
【0035】CPU10は、このリードデータを、図2
の時刻t3で受け取る。制御バス12がライト動作を指
示していれば、図2の時刻t2で指定されたアドレスに
対応するキャッシュライン内に、データバス13からの
ライトデータを取り込む(ステップA4:図3)。
【0036】有効なキャッシュラインが存在しない場合
は、mis−hit状態となる。このとき、キャッシュ
メモリ40は、図2の時刻taでmis信号60を出力
して自己の検査モードに入る。
【0037】バスユニット(BU)20が、イネーブル
となり主記憶メモリ(Mem)30のメモリアクセスが
可能となる。図2の時刻ta中に、制御信号であるAD
Sが制御バス22に出力され、主メモリアクセスが開始
されると、主記憶メモリ(Mem)30からの応答待ち
に入る(ステップA5:図3)。
【0038】メモリ制御回路50は、mis信号60を
受け取ると、自己検査動作を開始する(ステップB1:
図3)。CHKCTL回路52は、A_PTRCTR回
路53からキャッシュメモリ40に保持されているキャ
ッシュラインの1つを選択するポインタを、図2の時刻
taで信号63に出力しキャッシュメモリ40へ送る
(ステップB2:図3)。
【0039】ポインタで選択されたキャッシュラインの
cachedata43及びcode44がそれぞれ信
号64及び信号65としてCHKer回路54に送られ
る。CHKer回路54は、図2の時刻ta中に取り出
したデータの正常性の検査を行う(ステップB3:図
3)。
【0040】保持特性不良等による障害が検出される
と、result信号66でCHKCTL回路52へ報
告される。CHKCTL回路52は、resultの内
容が訂正済みを示していれば(ステップB4:図3)、
CHKer回路54で訂正されたcachedata4
3及びcode44を、図2の時刻tb中にキャッシュ
メモリ40内のポイント指定されているキャッシュライ
ンへ書き戻す(ステップB5:図3)。
【0041】resultの内容が訂正不能を示してお
り、かつキャッシュメモリ40のキャッシュラインの状
態情報としてのrvd41がcleanを示していれば
(ステップB8:図3)、CHKCTL回路52は、検
査された障害データの排除を図2の時刻tb中にrem
ove信号67を出力してキャッシュメモリ40へ指示
する。
【0042】remove信号67を受け取ったキャッ
シュメモリ40は、図2の時刻tcでポインタが選択し
ているキャッシュラインの状態情報としてのrvd41
をinvalidに書き換えてデータの排除を行う(ス
テップB6:図3)。
【0043】また、resultの内容が訂正不能を示
しており、かつキャッシュメモリ40のキャッシュライ
ンの状態情報としてのrvd41が主記憶メモリ(Me
m)30への掃出しを必要とするdirtyの状態を示
していれば(ステップB8:図3)、CHKCTL回路
52は、訂正不能な障害データとして図2の時刻tb中
にremove信号67を出力してキャッシュメモリ4
0へ指示する。
【0044】キャッシュメモリ40は、図2の時刻tc
でポインタが選択しているキャッシュラインの状態情報
としてのrvd41をremoveとマークする(ステ
ップB9:図3)。
【0045】さらに、CHKCTL回路52は、重大な
障害を検出したとき、図2の時刻tcにてalarm信
号68を送出し、CPU10へ割り込む(ステップB1
0:図3)。
【0046】CHKCTL回路52は、次回の自己検査
アクセス用に図2の時刻tdでA_PTRCTR回路5
3内のポインタ値を更新し、自己検査動作を終える(ス
テップB7:図3)。
【0047】また、CPU10は、内部処理に専念して
る状態等では、メモリアクセスをしていないことを示す
信号であるbusidle69を出力する(ステップC
1:図3)。メモリ制御回路50がbusidle69
を検出すると、自己検査動作を開始する(ステップB
1:図3)。
【0048】このように、本実施の形態では、キャッシ
ュメモリ40の空き時間に自律的な自己検査を内部の全
キャッシュラインについて実行し、潜在化する障害を防
止するようにしたので、キャッシュメモリ40の障害を
早期に検出することができる。
【0049】また、キャッシュメモリ40の間欠障害を
早期に検出し、排除することにより重大な多重障害を防
止できるため、高い信頼性を維持でき、安定したシステ
ムの運用サービスの継続が可能となることから、システ
ム全体の運用を中断することなく、シームレスな運用を
継続することができる。さらに、自律的な自己検査で発
見した重大障害を早期に上位装置であるCPU10へ割
り込ませるようにしたので、信頼性を向上させることが
できる。
【0050】
【発明の効果】以上の如く本発明に係るメモリ制御装置
及びメモリ制御方法によれば、CPUによってメモリア
クセスが開始され、キャッシュメモリが空き状態にある
とき、メモリ制御回路により、キャッシュメモリの検査
すべきキャッシュラインを指定するとともに、指定した
キャッシュラインのデータをキャッシュメモリから取り
出して検査を行うようにしたので、障害の早期検出と障
害の排除によりシステムの運用がシームレスに継続され
るとともに、信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のメモリ制御装置の一実施の形態を示す
ブロック図である。
【図2】図1のメモリ制御装置の動作を説明するための
タイムチャートである。
【図3】図1のメモリ制御装置の動作を説明するための
フローチャートである。
【符号の説明】
10 CPU 11 アドレスバス 12 制御バス 13 データバス 20 バスユニット(BU) 21 アドレスバス 22 制御バス 23 データバス 30 主記憶メモリ(Mem) 40 キャッシュメモリ 41 rvd 42 tag 43 cachedata 44 code 50 メモリ制御回路 51 Det検出回路 52 CHKCTL回路 53 A_PTRCTR回路 54 CHKer回路 60 mis信号 61〜65 信号 67 remove信号 68 alarm信号 69 busidle信号

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリアクセスを行うCPUと、 内部アクセス用としてのメモリバスを介して前記CPU
    に接続されたバスユニットと、 外部アクセス用としてのメモリバスを介して前記バスユ
    ニットに接続された主記憶メモリと、 前記内部アクセス用としてのメモリバスを介して前記C
    PUに接続されたキャッシュメモリと、 前記CPUによってメモリアクセスが開始され、かつ前
    記キャッシュメモリが空き状態であるとき、前記キャッ
    シュメモリ内のデータを検査するメモリ制御回路とを備
    えることを特徴とするメモリ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記キャッシュメモリは、前記CPUに
    よってメモリアクセスが開始されたとき、有効なアドレ
    ス部が存在しない場合には、mis信号を生成するとと
    もに、前記CPUによってメモリアクセスされる前記主
    記憶メモリからの応答があるまで空き状態となることを
    特徴とする請求項1に記載のメモリ制御装置。
  3. 【請求項3】 前記メモリ制御回路は、 前記mis信号を受けると、前記キャッシュメモリの検
    査すべきキャッシュラインを指定するキャッシュライン
    指定手段と、 前記指定されたキャッシュラインのデータを前記キャッ
    シュメモリから取り出して検査を行うデータ検査手段と
    を備えることを特徴とする請求項1に記載のメモリ制御
    装置。
  4. 【請求項4】 前記データ検査手段は、前記キャッシュ
    メモリの訂正可能なデータの訂正を行うと、前記キャッ
    シュライン指定手段は、前記訂正されたデータを前記キ
    ャッシュラインに書き戻すことを特徴とする請求項3に
    記載のメモリ制御装置。
  5. 【請求項5】 前記キャッシュライン指定手段は、前記
    データ検査手段による前記キャッシュメモリのデータ訂
    正が不可能である場合、前記訂正不可能なデータを排除
    するとともに、重大な障害を検出したとき、前記CPU
    に対して障害を通知することを特徴とする請求項3に記
    載のメモリ制御装置。
  6. 【請求項6】 キャッシュメモリ又は主記憶メモリのメ
    モリアクセスを行う第1の工程と、 前記メモリアクセスが開始され、かつ前記キャッシュメ
    モリが空き状態であるとき、前記キャッシュメモリ内の
    データを検査する第2の工程とを備えることを特徴とす
    るメモリ制御方法。
  7. 【請求項7】 前記第2の工程には、 前記メモリアクセスが開始されたとき、有効なアドレス
    部が存在しない場合には、mis信号を生成するととも
    に、前記メモリアクセスされる前記主記憶メモリからの
    応答があるまで空き状態となる工程が含まれることを特
    徴とする請求項6に記載のメモリ制御方法。
  8. 【請求項8】 前記第2の工程には、 前記mis信号を受けると、前記キャッシュメモリの検
    査すべきキャッシュラインを指定する第3の工程と、 前記指定されたキャッシュラインのデータを前記キャッ
    シュメモリから取り出して検査を行う第4の工程とが含
    まれることを特徴とする請求項6に記載のメモリ制御方
    法。
  9. 【請求項9】 前記第4の工程には、前記キャッシュメ
    モリの訂正可能なデータの訂正を行う工程が含まれ、 前記第3の工程には、前記訂正されたデータを前記キャ
    ッシュラインに書き戻す工程が含まれることを特徴とす
    る請求項8に記載のメモリ制御方法。
  10. 【請求項10】 前記第3の工程には、前記キャッシュ
    メモリのデータ訂正が不可能である場合、前記訂正不可
    能なデータを排除するとともに、障害を通知する工程が
    含まれることを特徴とする請求項8に記載のメモリ制御
    方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021144606A (ja) * 2020-03-13 2021-09-24 Necプラットフォームズ株式会社 キャッシュ制御装置、キャッシュシステムおよびキャッシュ制御方法

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