JPH0136133B2 - - Google Patents

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JPH0136133B2
JPH0136133B2 JP58127569A JP12756983A JPH0136133B2 JP H0136133 B2 JPH0136133 B2 JP H0136133B2 JP 58127569 A JP58127569 A JP 58127569A JP 12756983 A JP12756983 A JP 12756983A JP H0136133 B2 JPH0136133 B2 JP H0136133B2
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JP
Japan
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cache memory
data
cache
address
processing device
Prior art date
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JP58127569A
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Japanese (ja)
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JPS6020254A (en
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Yoshiharu Oono
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPH0136133B2 publication Critical patent/JPH0136133B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00—Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02—Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08—Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Techniques For Improving Reliability Of Storages (AREA)
  • Debugging And Monitoring (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野の説明〕 本発明は2つのキヤツシユメモリを有するデー
タ処理装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Description of the technical field to which the invention pertains] The present invention relates to a data processing device having two cache memories.

〔従来技術の説明〕[Description of prior art]

プログラム内蔵形のデータ処理装置においては
命令語およびオペランドは主記憶装置に格納され
ている為、主記憶装置へのアクセスタイムが性能
に与える影響が大きい。そこで、高速大容量のキ
ヤツシユメモリを設け、等価的に主記憶アクセス
タイムを減少する手法も汎く用いられている。近
年、さらに、オペランド用のキヤツシユメモリと
命令語用のキヤツシユメモリとを分離して設ける
ことにより、キヤツシユメモリへのアクセス競合
を避ける手法が提案されている。
In a data processing device with a built-in program, instruction words and operands are stored in the main memory, so the access time to the main memory has a large effect on performance. Therefore, a method of providing a high-speed, large-capacity cache memory to equivalently reduce the main memory access time is also widely used. In recent years, a method has been proposed in which a cache memory for operands and a cache memory for instructions are provided separately to avoid conflicts in access to the cache memory.

この手法は極めて有効な手法であるが、2つの
キヤツシユメモリを設ける必要があり、金物量の
増加を伴う。また、仮想アドレス方式を採用した
データ処理装置においては、仮想アドレスを実ア
ドレスに変換するアドレス変換バツフアTLB
(TLANSLATION LOOKASIDE BUFFER)
によつて得た実アドレスを用いて、キヤツシユメ
モリを索引する方法が一般的である。前述の2つ
に分離したキヤツシユメモリに、仮想アドレス方
式を適用すると、各キヤツシユメモリにTLBを
設ける必要があり、この点においても金物量が増
加する。
Although this method is extremely effective, it requires the provision of two cache memories and involves an increase in the amount of metal. In addition, in a data processing device that uses a virtual address method, an address translation buffer TLB that converts a virtual address to a real address is used.
(TLANSLATION LOOKASIDE BUFFER)
A common method is to index the cache memory using the real address obtained by . If a virtual address system is applied to the two separate cache memories described above, it is necessary to provide a TLB for each cache memory, which also increases the amount of hardware.

このような金物量の増加は性能向上の点からは
必須であるが、故障率が増加し、稼動率が低下す
るという欠点を生む。
Although such an increase in the amount of metal is essential from the viewpoint of improving performance, it has the disadvantage of increasing failure rate and decreasing operating rate.

一方、データ処理装置の市場においては、高速
モデルのみでは汎用性に乏しく、同一のアーキテ
クチユアの中/低速モデルを含むマシンフアミリ
が要求される。従来、中速モデルは高速モデルと
は全く別に新規設計されていた為、多くの開発費
用と開発期間を必要とする欠点があつた。
On the other hand, in the data processing device market, a high-speed model alone lacks versatility, and a machine family including medium/low-speed models of the same architecture is required. Previously, medium-speed models were newly designed completely separately from high-speed models, which had the disadvantage of requiring a large amount of development cost and development time.

〔発明の目的の説明〕[Description of the purpose of the invention]

本発明の第1の目的は、2つのキヤツシユメモ
リに転送するアドレス間、および出力データ間
を、キヤツシユメモリの接続指示情報に従い、切
替えることにより、2キヤツシユメモリを使用し
ての稼動から1キヤツシユのみの稼動への縮退を
可能とし、キヤツシユメモリ障害に対する稼動性
を向上することにある。
A first object of the present invention is to switch between addresses to be transferred to two cache memories and between output data according to the connection instruction information of the two cache memories, thereby enabling operation from using two cache memories. The purpose is to enable degeneration to operation with only one cache and improve operability against cache memory failures.

本発明の第2の目的は、2キヤツシユメモリを
採用した高速データ処理装置において、1キヤツ
シユメモリを削除した状態においても、残りの1
キヤツシユメモリのみで稼動する低価格の中速デ
ータ処理装置をサブモデルとして有するデータ処
理装置を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a high-speed data processing device that employs two cache memories, so that even when one cache memory is deleted, the remaining one remains
It is an object of the present invention to provide a data processing device having as a submodel a low-cost medium-speed data processing device that operates only with a cache memory.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(第1の目的を達成するための手段) 本発明によれば、 キヤツシユメモリを有するデータ処理装置にお
いて、 主記憶手段から取出したデータを記憶するデー
タアレイと、該データに関する該データアレイ内
の格納アドレスとの前記主記憶手段内の格納アド
レスとの対応を記憶するアドレスアレイとの対
を、それぞれ含み、互に異なるアドレスに対して
応答可能な第1及び第2のキヤツシユメモリと、 該第1及び第2のキヤツシユメモリの出力デー
タを切替えるデータ切替手段と、 該第1及び第2のキヤツシユメモリがそれぞれ
前記データ処理装置に対して接続状態にあるか非
接続状態にあるかを表示する構成表示手段と、 該構成表示手段の表示する一方のキヤツシユメ
モリの非接続状態に応答して、該非接続キヤツシ
ユメモリに対するアドレスを他方の接続状態にあ
るキヤツシユメモリへ出力する要求制御手段と、 該構成表示手段の表示する一方のキヤツシユメ
モリの非接続状態に応答して、前記データ切替手
段が該非接続キヤツシユメモリの出力データを選
択することを禁止し、他方の接続状態にあるキヤ
ツシユメモリの出力データを選択することを許可
する切替制御手段とを有するデータ処理装置が得
られる。
(Means for Achieving the First Object) According to the present invention, in a data processing device having a cache memory, a data array for storing data retrieved from a main storage means, and a data array in the data array related to the data are provided. first and second cache memories each including a pair of address arrays storing a correspondence between a storage address and a storage address in the main storage means, and capable of responding to mutually different addresses; a data switching means for switching the output data of the first and second cache memories; and a data switching means for switching between the output data of the first and second cache memories; a configuration display means for displaying; and a request control for outputting an address for the unconnected cache memory to the other connected cache memory in response to the unconnected state of one of the cache memories displayed by the configuration display means. and, in response to the unconnected state of one of the cache memories displayed by the configuration display means, prohibits the data switching means from selecting the output data of the unconnected cache memory, and selects the output data of the other unconnected cache memory. A data processing device having a switching control means for permitting selection of output data of a certain cache memory is obtained.

(第2の目的を達成するための手段) 更に、本発明によれば、 キヤツシユメモリを有するデータ処理装置にお
いて、 主記憶手段から取出したデータを記憶するデー
タアレイと、該データに関する該データアレイ内
の格納アドレスと前記主記憶手段内の格納アドレ
スとの対応を記憶するアドレスアレイとの対を、
それぞれ含み、互に異なるアドレスに対して応答
可能である第1のキヤツシユメモリ及び前記デー
タ処理装置から切離し可能な第2のキヤツシユメ
モリと、 該第1及び第2のキヤツシユメモリの出力デー
タを切替えるデータ切替手段と、 該第2のキヤツシユメモリが前記データ処理装
置に対して接続状態にあるか非接続状態にあるか
を表示する構成表示手段と、 該構成表示手段の表示する前記第2のキヤツシ
ユメモリの非接続状態に応答して、該非接続キヤ
ツシユメモリに対するアドレスを前記第1の接続
状態にあるキヤツシユメモリへ出力する要求制御
手段と、 該構成表示手段の表示する前記第2のキヤツシ
ユメモリの非接続状態に応答して、前記データ切
替手段が該非接続キヤツシユメモリの出力データ
を選択することを禁止し、前記第1の接続状態に
あるキヤツシユメモリの出力データを選択するこ
とを許可する切替制御手段とを有し、 前記構成表示手段が前記第2のキヤツシユメモ
リの非接続状態を表示する場合、前記第2のキヤ
ツシユメモリを前記データ処理装置に実装しない
状態で前記第1のキヤツシユメモリのみで動作可
能としたデータ処理装置が得られる。
(Means for Achieving the Second Object) Furthermore, according to the present invention, in a data processing device having a cache memory, a data array for storing data retrieved from the main storage means, and the data array regarding the data are provided. an address array that stores a correspondence between a storage address in the main storage means and a storage address in the main storage means;
a first cache memory and a second cache memory that is separable from the data processing device and that are capable of responding to mutually different addresses; and output data of the first and second cache memories. data switching means for switching the second cache memory; configuration display means for displaying whether the second cache memory is connected or disconnected to the data processing device; and the configuration display means displays the second cache memory. request control means for outputting an address for the unconnected cache memory to the cache memory in the first connected state in response to the unconnected state of the second cache memory; In response to the unconnected state of the second cache memory, the data switching means prohibits selecting the output data of the unconnected cache memory, and selects the output data of the cache memory in the first connected state. a switching control means for permitting the selection, and when the configuration display means displays a disconnected state of the second cache memory, the second cache memory is not installed in the data processing device. Accordingly, a data processing device can be obtained which can operate only with the first cache memory.

〔この発明の実施例の説明〕[Description of embodiments of this invention]

次に本発明について図面を用いて詳細に説明す
る。第1図は本発明を適用した実施例を示すブロ
ツク図である。第1図において、命令レジスタ1
は命令コード部OPCとアドレス偏位Dとインデ
ツクス指定部Xとからなる命令語を保持する。命
令レジスタ1のインデツクス指定部Xは複数のエ
ントリからなるインデツクスレジスタ2の1エン
トリを指定する。アドレス偏位Dとインデツクス
レジスタ2の出力はオペランドアドレス加算器5
において仮想空間のベースアドレスを保持するベ
ースレジスタ3と加算され、仮想オペランドアド
レスを生成する。命令先取カウンタ4は、先行取
出を行う命令語の仮想空間内の相対アドレスを保
持し、取出要求を送出する毎に1ずつ加算され
る。命令先取カウンタ4の出力は命令アドレス加
算器6においてベースレジスタ3の保持するベー
スアドレスと加算され、仮想アドレスを生成す
る。アドレス切替回路7はオペランドアドレス加
算器5の出力と命令アドレス加算器6の出力とを
切替え仮想アドレスレジスタ8へ出力する。仮想
アドレスレジスタ8の出力はアドレス変換バツフ
ア(TLB)9に接続され、アドレス変換バツフ
ア9において実アドレスに変換され、実アドレス
レジスタ10へ出力され、キヤツシユメモリ11
を索引する為に使用される。アドレス切替手段1
2はオペランドアドレス加算器5の出力と命令ア
ドレス加算器6の出力とを切替え、仮想アドレス
レジスタ13へ出力する。仮想アドレスレジスタ
13の出力はアドレス変換バツフア(TLB)1
4に接続され、アドレス変換バツフア14におい
て実アドレスに変換され、実アドレスレジスタ1
5へ出力される。実アドレスレジスタ15の出力
はキヤツシユメモリ16を索引する為に使用され
る。ここで、アドレス変換バツフア(TLB)9
および14は各々NEC技報Vol.35、No.5に記述
されている一般的な構成を有するが、本発明とは
直接の係りを持たないので詳細な説明を省略す
る。
Next, the present invention will be explained in detail using the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment to which the present invention is applied. In FIG. 1, instruction register 1
holds an instruction word consisting of an instruction code part OPC, an address deviation D, and an index designation part X. The index designation section X of the instruction register 1 designates one entry of the index register 2, which consists of a plurality of entries. The address deviation D and the output of index register 2 are output to operand address adder 5.
, it is added to the base register 3 that holds the base address of the virtual space to generate a virtual operand address. The instruction pre-fetch counter 4 holds the relative address in the virtual space of the instruction word to be pre-fetched, and is incremented by 1 each time a fetch request is sent. The output of the instruction prefetch counter 4 is added to the base address held by the base register 3 in an instruction address adder 6 to generate a virtual address. The address switching circuit 7 outputs the output of the operand address adder 5 and the output of the instruction address adder 6 to the switching virtual address register 8. The output of the virtual address register 8 is connected to an address translation buffer (TLB) 9, which converts it into a real address, outputs it to the real address register 10, and stores it in the cache memory 11.
used for indexing. Address switching means 1
2 switches between the output of the operand address adder 5 and the output of the instruction address adder 6, and outputs it to the virtual address register 13. The output of the virtual address register 13 is the address translation buffer (TLB) 1
4 and is converted into a real address by the address conversion buffer 14, and the real address register 1
5. The output of real address register 15 is used to index cache memory 16. Here, address translation buffer (TLB) 9
and 14 each have the general configuration described in NEC Technical Report Vol. 35, No. 5, but since they have no direct relation to the present invention, detailed explanations will be omitted.

キヤツシユメモリ11およびキヤツシユメモリ
16の周辺部を含めた詳細ブロツク図を第2図に
示す。実アドレスレジスタ10および実アドレス
レジスタ15は、各々、実ページアドレス10a
及び15a、カラムアドレス10b及び15b、
ブロツク内アドレス10c及び15cを保持す
る。実アドレスレジスタ10のカラムアドレス1
0bはキヤツシユメモリ11のアドレスアレイ1
01に記憶されている実ページアドレスをレベル
数分読出す。これら読出された実ページアドレス
は、比較器群103において、実アドレスレジス
タ10の実ページアドレス10aと、並行に比較
され、一致を検索される。データアレイ102の
データは実アドレスレジスタ10内のカラムアド
レス10bとブロツク内アドレス10cの一部を
用いて読み出され、得られたレベル数分のデータ
は比較器群103出力により制御される選択器1
05により選択され、一致を検出した比較器に対
応するレベルからデータが選択されて出力され
る。一致を検出できなかつた場合は、実アドレス
レジスタ10の保持する実アドレスを記憶制御ユ
ニツト18へ送り、主記憶MMより読み出したデ
ータを補充しつつ動作を続行する。キヤツシユメ
モリ16は、実アドレスレジスタ15により索引
される。キヤツシユメモリ16は、アドレスアレ
イ111、データアレイ112、比較器群11
3、選択器115からなるが、これらの接続およ
び動作はキヤツシユメモリ11と同様である。こ
のように2つのキヤツシユメモリをもつことによ
り、一マシンサイクルにおいて2つの異なるデー
タ、例えばオペランドと命令語を得ることが可能
となる。
A detailed block diagram including the peripheral parts of the cache memory 11 and the cache memory 16 is shown in FIG. The real address register 10 and the real address register 15 each have a real page address 10a.
and 15a, column addresses 10b and 15b,
Holds intra-block addresses 10c and 15c. Column address 1 of real address register 10
0b is address array 1 of cache memory 11
The real page addresses stored in 01 are read for the number of levels. These read real page addresses are compared in parallel with the real page address 10a of the real address register 10 in the comparator group 103 to search for a match. The data in the data array 102 is read out using part of the column address 10b and block address 10c in the real address register 10, and the data for the obtained number of levels is read out by a selector controlled by the output of the comparator group 103. 1
05, and data is selected and output from the level corresponding to the comparator that has detected a match. If no match is detected, the real address held in the real address register 10 is sent to the storage control unit 18, and the operation continues while replenishing the data read from the main memory MM. Cache memory 16 is indexed by real address register 15. The cache memory 16 includes an address array 111, a data array 112, and a comparator group 11.
3 and a selector 115, whose connections and operations are similar to those of the cache memory 11. By having two cache memories in this manner, it is possible to obtain two different data, such as an operand and an instruction word, in one machine cycle.

再び、第1図を参照すると、キヤツシユメモリ
11のデータ出力は直接演算実行部19に転送さ
れる。切替回路20はキヤツシユメモリ11およ
びキヤツシユメモリ16のデータ出力を切替え、
命令バツフア21へ供給する。命令バツフア21
は、命令レジスタ1に存在する命令の処理を完了
する以前にキヤツシユメモリより転送される命令
語を記憶しておくバツフアメモリである。切替回
路17は、切替回路20と同様に、キヤツシユメ
モリ11およびキヤツシユメモリ16のデータ出
力を切替え、切替回路22を介して、命令バツフ
ア21をバイパスして命令レジスタ1へデータを
転送するパスを形成する。
Referring again to FIG. 1, the data output from the cache memory 11 is directly transferred to the arithmetic execution section 19. The switching circuit 20 switches the data outputs of the cache memory 11 and the cache memory 16,
It is supplied to the command buffer 21. Command Batsuhua 21
is a buffer memory that stores the instruction word transferred from the cache memory before the processing of the instruction existing in the instruction register 1 is completed. Similar to the switching circuit 20, the switching circuit 17 switches the data outputs of the cache memory 11 and the cache memory 16, and provides a path for transferring data to the instruction register 1 via the switching circuit 22, bypassing the instruction buffer 21. form.

第3図は第1図に示す実施例におけるキヤツシ
ユメモリ要求送出に係る制御回路100を示す図
である。オペランド取出制御部50は命令レジス
タ1に保持されている命令語を解読し制御信号7
0,71を出力する。本図においては、メモリ要
求信号70と、メモリ要求が分岐命令が否かを示
す分岐先取出表示信号71とが示されている。命
令取出制御部51は命令先取カウンタ4を使用
し、命令バツフア21の空き状態を管理しつつ命
令取出し要求72を出力する。診断制御部52は
データ処理装置の障害情報の収集、命令再試行お
よびキヤツシユメモリの構成制御を司どる。この
キヤツシユメモリの構成制御機能は、キヤツシユ
メモリ11および16からの信号線76および7
7を介しての障害報告ならびに外部装置からの信
号線78を介してのシステム構成情報を基に、キ
ヤツシユメモリの接続または切離しを判定し、判
定結果をキヤツシユ構成表示器53に出力する機
能である。キヤツシユ構成表示器53は、診断制
御部52からの判定結果を受け、キヤツシユメモ
リ11及び16がそれぞれ本データ処理装置に対
して接続状態にあるか、非接続状態にあるかを表
示する。このキヤツシユ構成表示器53の出力7
3は、要求制御部54と切替制御部55とに送ら
れる。要求制御部54は本発明の基幹をなす部分
である。この要求制御部54は、各種要求、およ
びキヤツシユ構成表示器出力73、および2つの
キヤツシユメモリが各々要求受付可状態であるこ
とを表示する信号74,75に応答し、両キヤツ
シユメモリへ送出可能な要求を決定し、キヤツシ
ユメモリ11へ信号線80を介して、キヤツシユ
メモリ16へ信号線81を介して通知する。同時
に、要求制御部54は、対応するアドレスを両キ
ヤツシユメモリへ送出する為、制御線82を介し
て切替回路7を、制御線83を介して切替回路1
2を制御する。また、要求制御部54は、キヤツ
シユメモリの要求受付不可状態ならびに要求の競
合が発生した場合は、要求送出不可であることを
要求元即ちオペランド取出制御部50へ信号線8
4、命令取出制御部51へ信号線85を介して通
知し、通知された制御部50又は51は要求送出
が可能となるまで状態を保持する。切替制御部5
5は、オペランド取出制御部50の制御信号90
およびキヤツシユ構成表示器53の出力信号73
の信号に応答し、信号線92を介して切替回路1
7を、信号線93を介して切替回路20を、2つ
のキヤツシユメモリよりの適切なデータを選択さ
せるように制御する。
FIG. 3 is a diagram showing a control circuit 100 relating to sending out a cache memory request in the embodiment shown in FIG. The operand fetch control unit 50 decodes the instruction word held in the instruction register 1 and outputs the control signal 7.
Outputs 0,71. In this figure, a memory request signal 70 and a branch target fetching display signal 71 indicating whether the memory request is a branch instruction or not are shown. The instruction fetch control unit 51 uses the instruction prefetch counter 4 to output an instruction fetch request 72 while managing the empty state of the instruction buffer 21. The diagnostic control unit 52 is in charge of collecting failure information of the data processing device, retrying commands, and controlling the configuration of the cache memory. This cache memory configuration control function uses signal lines 76 and 7 from cache memories 11 and 16.
7 and the system configuration information from an external device via the signal line 78, the function determines whether the cache memory is connected or disconnected, and outputs the determination result to the cache configuration display 53. be. The cache configuration display 53 receives the determination result from the diagnostic control section 52 and displays whether each of the cache memories 11 and 16 is connected or disconnected from the data processing apparatus. Output 7 of this cache configuration display 53
3 is sent to the request control section 54 and the switching control section 55. The request control unit 54 is a core part of the present invention. The request control unit 54 responds to various requests, a cache configuration display output 73, and signals 74 and 75 indicating that each of the two cache memories is in a request-acceptable state, and sends a request to both cache memories. A possible request is determined and notified to cache memory 11 via signal line 80 and to cache memory 16 via signal line 81. At the same time, in order to send the corresponding addresses to both cache memories, the request control unit 54 sends the switching circuit 7 via the control line 82 and the switching circuit 1 via the control line 83.
Control 2. In addition, when the cache memory request cannot be accepted or a request conflict occurs, the request control unit 54 sends a signal to the request source, that is, the operand retrieval control unit 50, via a signal line 8 to inform that the request cannot be sent.
4. Notify the instruction fetch control unit 51 via the signal line 85, and the notified control unit 50 or 51 maintains the state until it becomes possible to send the request. Switching control section 5
5 is a control signal 90 of the operand extraction control unit 50
and the output signal 73 of the cache configuration indicator 53.
in response to the signal of the switching circuit 1 via the signal line 92.
7 controls the switching circuit 20 via the signal line 93 to select appropriate data from the two cache memories.

要求制御部54の制御フローチヤートを第4図
に示す。以下、第4図をも参照して第3図の要求
制御部54の動作を説明する。信号線73がキヤ
ツシユメモリ16の接続を指示する場合、信号線
70を介しオペランド取出制御部50から送られ
た要求を、信号線71を介して送られた分岐先先
取指示に従い、キヤツシユメモリ11またはキヤ
ツシユメモリ16の一方へ送出する。送出対象の
キヤツシユメモリが要求受付不可状態である場合
は、オペランド取出制御部50へ信号線84を介
して通知する。またオペランドアドレス加算器5
の出力アドレスは、信号線82ならびに83を介
して、切替器7および12を制御することにより
キヤツシユメモリ11または16へ送出される。
信号線73がキヤツシユメモリ16の切離しを指
示する場合、オペランド取出制御部50から送ら
れた要求は分岐先先取指示か否かにかかわらず、
キヤツシユメモリ11に出力する。命令取出制御
部51から送られた命令取出要求はキヤツシユメ
モリ16が接続されている場合、オペランド取出
制御部50から分岐先先取指示が到来する場合、
要求送出競合により送出を抑止され、送出不可状
態であることを命令取出制御部51に通知する。
分岐先先取指示が到来しない場合、命令先取要求
をキヤツシユメモリ16へ送り出し可能であり、
キヤツシユメモリ16の要求送付可能状態を表示
する信号線85に応じて、要求の送出を制御す
る。キヤツシユメモリ16が切離されている場
合、名令取出要求はオペランド取出制御部50か
らの要求により送出を抑止され、この要求がない
時にキヤツシユメモリ11の要求受付可能状態を
表示する信号線76に応じて要求をキヤツシユメ
モリ11に送出する。また送出抑止または受付不
可能の状態では命令取出制御部51に信号線85
を介して通知する。
A control flowchart of the request control section 54 is shown in FIG. The operation of the request control section 54 shown in FIG. 3 will be described below with reference to FIG. 4 as well. When the signal line 73 instructs the connection of the cache memory 16, the request sent from the operand retrieval control unit 50 via the signal line 70 is transferred to the cache memory according to the branch destination prefetch instruction sent via the signal line 71. 11 or cache memory 16. If the cache memory to be sent is in a state where requests cannot be accepted, the operand retrieval control unit 50 is notified via the signal line 84. Also, the operand address adder 5
The output address is sent to cache memory 11 or 16 via signal lines 82 and 83 by controlling switchers 7 and 12.
When the signal line 73 instructs disconnection of the cache memory 16, the request sent from the operand retrieval control section 50 is issued regardless of whether or not it is an instruction to preempt the branch destination.
Output to the cache memory 11. An instruction fetch request sent from the instruction fetch control section 51 is processed when the cache memory 16 is connected, and when a branch target prefetch instruction arrives from the operand fetch control section 50.
Sending is inhibited due to request sending conflict, and the instruction fetching control unit 51 is notified that the sending is not possible.
If a branch destination preemption instruction does not arrive, an instruction preemption request can be sent to the cache memory 16,
Sending of requests is controlled in accordance with a signal line 85 indicating the request sending enabled state of the cache memory 16. When the cache memory 16 is disconnected, the sending of the command retrieval request is suppressed by a request from the operand retrieval control unit 50, and when there is no such request, a signal line indicating the request-acceptable state of the cache memory 11 is used. The request is sent to the cache memory 11 in response to 76. In addition, in a state where sending is inhibited or reception is not possible, the signal line 85 is connected to the instruction fetch control unit 51.
Notify via.

切替制御部55の制御フローチヤートを第5図
に示す。第5図をも参照して、第3図の切替制御
部55の動作を説明する。キヤツシユメモリ16
が切り離された場合、切替回路17および切替回
路20をキヤツシユメモリ11を選択するように
固定化し、キヤツシユメモリ16が接続されてい
る場合切替回路20をキヤツシユメモリ16を選
択するように固定化すると共に、切替回路17を
制御線90の指示によりキヤツシユメモリ11ま
たはキヤツシユメモリ16を選択可能とする。こ
こで制御線90は例えば間接アドレス修飾動作の
ごとく、命令語以外のデータを参照してオペラン
ド取り出しを行う際に使用される。
A control flowchart of the switching control section 55 is shown in FIG. The operation of the switching control section 55 in FIG. 3 will be described with reference to FIG. 5 as well. Cash memory 16
When the cache memory 16 is disconnected, the switching circuit 17 and the switching circuit 20 are fixed to select the cache memory 11, and when the cache memory 16 is connected, the switching circuit 20 is fixed to select the cache memory 16. At the same time, the switching circuit 17 is enabled to select either the cache memory 11 or the cache memory 16 according to an instruction from the control line 90. Here, the control line 90 is used when fetching an operand by referring to data other than an instruction word, such as in an indirect address modification operation.

より具体的に説明すると、1キヤツシユメモリ
のみが接続されている場合、このキヤツシユメモ
リはオペランドと命令語との両者を記憶するのに
対して、キヤツシユメモリ11及び16が共に接
続されている場合、これらキヤツシユメモリ11
及び16は役割分担を行う。即ち、キヤツシユメ
モリ11は専らオペランド(間接語を含む)を記
憶し、キヤツシユメモリ16は専ら命令語を記憶
する。更に、間接語処理時には、キヤツシユメモ
リ11→切替回路17→切替回路22→命令レジ
スタ1の経路で、間接語を読み出す。これ以下の
時には、切替回路17はキヤツシユメモリ16か
ら命令語を取り出すパスを選択する。一方、命令
バツフア21は間接語を記憶せず、命令語のみを
記憶するものであるため、選択回路20は、キヤ
ツシユメモリ16を固定的に選択するのである。
To be more specific, when only one cache memory is connected, this cache memory stores both operands and instruction words, whereas when cache memories 11 and 16 are connected together, this cache memory stores both operands and instruction words. If so, these cache memories 11
and 16 will share roles. That is, the cache memory 11 exclusively stores operands (including indirect words), and the cache memory 16 exclusively stores instruction words. Furthermore, during indirect word processing, the indirect word is read out along the path of cache memory 11→switching circuit 17→switching circuit 22→instruction register 1. When the number is less than this, the switching circuit 17 selects a path for fetching the instruction word from the cache memory 16. On the other hand, since the instruction buffer 21 does not store indirect words but only instruction words, the selection circuit 20 permanently selects the cache memory 16.

以上の説明においては、キヤツシユメモリ16
の切離し、接続について記載しているが、演算実
行部19の前段に切替器20と同様の切替器を設
けることにより、キヤツシユメモリ11を切離
し、キヤツシユメモリ16を代替キヤツシユメモ
リとして機能させることができる。
In the above explanation, the cache memory 16
However, by providing a switch similar to the switch 20 before the arithmetic execution unit 19, the cache memory 11 can be disconnected and the cache memory 16 can function as an alternative cache memory. be able to.

また、キヤツシユ構成表示器53が外部装置か
らの信号78(第3図)により固定的に一方のキ
ヤツシユメモリの非接続を表示する場合、キヤツ
シユ構成表示器53により切離されたキヤツシユ
メモリに対する入出力信号はすべて切離されるの
で、切離されたキヤツシユメモリを装置から削除
可能である。同様にアドレス変換バツフア、実ア
ドレスレジスタ、仮想アドレスレジスタも削除可
能である。この機能により、2キヤツシユメモリ
を有する高速のデータ処理装置に対するより低速
のデータ処理装置を容易にかつ低価格で実現でき
る。
In addition, when the cache configuration display 53 permanently indicates that one of the cache memories is disconnected by the signal 78 (FIG. 3) from an external device, the cache configuration display 53 indicates that the disconnected cache memory Since all input and output signals are disconnected, the disconnected cache memory can be removed from the device. Similarly, address translation buffers, real address registers, and virtual address registers can also be deleted. This function allows a slower data processing device to be easily realized at a lower cost than a high speed data processing device having two cache memories.

またアドレス変換バツフアの障害に対しても、
障害を起したアドレス変換バツフアを切離すこと
により、稼動性を向上できる。
Also, in response to address translation buffer failures,
By disconnecting the address translation buffer that has caused the failure, operability can be improved.

〔発明の効果の説明〕[Explanation of the effects of the invention]

本発明には以上で述べたごとく、要求制御手
段、切替制御手段を設けることにより、2キヤツ
シユメモリを有するデータ処理装置における稼動
性を向上できるという効果がある。
As described above, the present invention has the effect of improving the operability of a data processing apparatus having two cache memories by providing the request control means and the switching control means.

更に、本発明には、要求制御手段、切替制御手
段を設けることにより、2キヤツシユメモリを採
用した高速データ処理装置のサブモデルとして1
キヤツシユメモリで稼動する低価格の中速データ
処理装置を容易に実現できるという効果がある。
Furthermore, by providing a request control means and a switching control means, the present invention can be used as a sub-model of a high-speed data processing device employing two cache memories.
This has the effect of easily realizing a low-cost, medium-speed data processing device that operates on a cache memory.

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

第1図は本発明を適用したデータ処理装置のブ
ロツク図、第2図は第1図に示したキヤツシユメ
モリ11および16の詳細ブロツク図、第3図は
第1図のデータ処理装置における制御回路100
の詳細ブロツク図、第4図は第3図の要求制御部
54の制御フローチヤートを示した図、第5図は
第3図の切替制御部55の制御フローチヤートを
示した図である。 1…命令レジスタ、2…インデツクスレジス
タ、3…ベースレジスタ、4…命令カウンタ、5
…オペランドアドレス加算器、6…命令アドレス
加算器、7及び12…アドレス切替回路、8及び
13…仮想アドレスレジスタ、9及び14…アド
レス変換バツフア、10及び15…実アドレスレ
ジスタ、11及び16…キヤツシユメモリ、17
及び20…切替回路、21…命令バツフア、22
…切替回路、MM…主記憶、50…オペランド取
出制御部、51…命令取出制御部、52…診断制
御部、53…キヤツシユ構成表示器、54…要求
制御部。
FIG. 1 is a block diagram of a data processing device to which the present invention is applied, FIG. 2 is a detailed block diagram of the cache memories 11 and 16 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a control diagram of the data processing device of FIG. circuit 100
4 is a diagram showing a control flowchart of the request control section 54 of FIG. 3, and FIG. 5 is a diagram showing a control flowchart of the switching control section 55 of FIG. 3. 1...Instruction register, 2...Index register, 3...Base register, 4...Instruction counter, 5
...operand address adder, 6...instruction address adder, 7 and 12...address switching circuit, 8 and 13...virtual address register, 9 and 14...address conversion buffer, 10 and 15...real address register, 11 and 16...carrier Tsushiyu Memory, 17
and 20... switching circuit, 21... instruction buffer, 22
. . . switching circuit, MM . . . main memory, 50 . . . operand retrieval control unit, 51 . . . instruction retrieval control unit, 52 .

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 キヤツシユメモリを有するデータ処理装置に
おいて、 主記憶手段MMから取出したデータを記憶する
データアレイと、該データに関する該データアレ
イ内の格納アドレスと前記主記憶手段内の格納ア
ドレスとの対応を記憶するアドレスアレイとの対
を、それぞれ含み、互に異なるアドレスに対して
応答可能な第1及び第2のキヤツシユメモリ11
及び16と、 該第1及び第2のキヤツシユメモリの出力デー
タを切替えるデータ切替手段17及び20と、 該第1及び第2のキヤツシユメモリがそれぞれ
前記データ処理装置に対して接続状態にあるか非
接続状態にあるかを表示する構成表示手段53
と、 該構成表示手段の表示する一方のキヤツシユメ
モリの非接続状態に応答して、該非接続キヤツシ
ユメモリに対するアドレスを、接続状態にある他
方のキヤツシユメモリへ出力する要求制御手段5
4と、 該構成表示手段の表示する一方のキヤツシユメ
モリの非接続状態に応答して、前記データ切替手
段が該非接続キヤツシユメモリの出力データを選
択することを禁止し、接続状態にある他方のキヤ
ツシユメモリの出力データを選択することを許可
する切替制御手段55とを有するデータ処理装
置。 2 キヤツシユメモリを有するデータ処理装置に
おいて、 主記憶手段MMから取出したデータを記憶する
データアレイと、該データに関する該データアレ
イ内の格納アドレスと前記主記憶手段の格納アド
レスとの対応を記憶するアドレスアレイとの対
を、それぞれ含み、互に異なるアドレスに対して
応答可能である第1のキヤツシユメモリ11及び
前記データ処理装置から切離し可能な第2のキヤ
ツシユメモリ16と、 該第1有び第2のキヤツシユメモリの出力デー
タを切替えるデータ切替手段17及び20と、 該第2のキヤツシユメモリが前記データ処理装
置に対して接続状態にあるか非接続状態にあるか
を表示する構成表示手段53と、 該構成表示手段の表示する前記第2のキヤツシ
ユメモリの非接続状態に応答して、該非接続キヤ
ツシユメモリに対するアドレスを、接続状態にあ
る前記第1のキヤツシユメモリへ出力する要求制
御手段54と、 該構成表示手段の表示する前記第2のキヤツシ
ユメモリの非接続状態に応答して、前記データ切
替手段が該非接続キヤツシユメモリの出力データ
を選択することを禁止し、接続状態にある前記第
1のキヤツシユメモリの出力データを選択するこ
とを許可する切替制御手段55とを有し、 前記構成表示手段が前記第2のキヤツシユメモ
リの非接続状態を表示する場合、前記第2のキヤ
ツシユメモリを前記データ処理装置に実装しない
状態で前記第1のキヤツシユメモリのみで動作可
能としたデータ処理装置。
[Scope of Claims] 1. In a data processing device having a cache memory, a data array for storing data retrieved from main memory means MM, a storage address in the data array regarding the data, and a storage address in the main memory means. First and second cache memories 11 each include a pair of address arrays that store correspondence with addresses, and are capable of responding to mutually different addresses.
and 16, data switching means 17 and 20 for switching output data of the first and second cache memories, and the first and second cache memories are respectively connected to the data processing device. configuration display means 53 for displaying whether the
and a request control means 5 for outputting an address for the unconnected cache memory to the other connected cache memory in response to the unconnected state of one of the cache memories displayed by the configuration display means.
4, in response to the unconnected state of one of the cache memories displayed by the configuration display means, prohibits the data switching means from selecting the output data of the unconnected cache memory and selects the output data of the other cache memory that is in the connected state; a data processing device having a switching control means 55 for permitting selection of output data of a cache memory; 2. In a data processing device having a cache memory, a data array for storing data retrieved from the main memory means MM, and a correspondence between a storage address in the data array and a storage address of the main memory means regarding the data are stored. a first cache memory 11 and a second cache memory 16 that can be separated from the data processing device, each including a pair with an address array and capable of responding to mutually different addresses; and data switching means 17 and 20 for switching the output data of the second cache memory and the second cache memory, and a configuration that displays whether the second cache memory is connected or disconnected to the data processing device. displaying means 53; and in response to the non-connected state of the second cache memory displayed by the configuration display means, outputting an address for the non-connected cache memory to the first cache memory in the connected state; a request control means 54 for controlling the second cache memory; and a request control means 54 for inhibiting the data switching means from selecting the output data of the unconnected cache memory in response to the unconnected state of the second cache memory displayed by the configuration display means. , a switching control means 55 for permitting selection of output data of the first cache memory in a connected state, and the configuration display means displays a non-connected state of the second cache memory. In this case, the data processing device is capable of operating only with the first cache memory without the second cache memory being installed in the data processing device.
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