JPH03282948A - Tag cache control circuit - Google Patents

Tag cache control circuit

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JPH03282948A
JPH03282948A JP2084228A JP8422890A JPH03282948A JP H03282948 A JPH03282948 A JP H03282948A JP 2084228 A JP2084228 A JP 2084228A JP 8422890 A JP8422890 A JP 8422890A JP H03282948 A JPH03282948 A JP H03282948A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
cpu
tag
address
access
Prior art date
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Pending
Application number
JP2084228A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroko Yoshida
浩子 吉田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To execute the parallel processing of an access from a CPU and an access from a memory bus and to prevent the generation of mutual delay between a cache hit and misdecision by constituting a tag memory of a dual port. CONSTITUTION:The tag memory 1 is constituted of the dual port and enabled to simultaneously read out a memory set address 210 controlled by a memory address input control circuit 5 and the tag address of a set selected by a CPU set address 212 controlled by a CPU address input control circuit 6 from two directions. There are two kinds of addresses, i.e. a CPU address inputted from the CPU and a memory address inputted from the memory bus. Only when a write access is generated and a read/write access is generated, an access control circuit 4 outputs a control signal 204 or 203.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は情報処理装置に関し、特にCPUからのキャッ
シュアクセスおよびメモリバスからのキャッシュアクセ
スに対して、キャッシュのヒツト/ミスを判定するタグ
キャッシュ制御回路に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to information processing devices, and in particular to tag cache control for determining cache hits/misses for cache accesses from a CPU and cache accesses from a memory bus. Regarding circuits.

[従来の技術] 従来、キャッシュに対してはCPUアクセスとメモリバ
スアクセスがあるが、タグメモリはシングルボート構成
となっているので、どちらかのアクセスしか受けつけら
れないために、一方からのアクセスが発生すると、常に
他方からのアクセスとの調停をとる方式となっていた。
[Prior art] Conventionally, there are CPU accesses and memory bus accesses to the cache, but since the tag memory has a single boat configuration, it can only accept access from either one, so access from one side is When an access occurs, the system always mediates with the access from the other party.

第3図はタグキャッシュ制御回路の従来例のブロック図
である。CPUおよびメモリバスからのアクセス(メモ
リリード/ライト信号101、CPUリード/ライト信
号104)はアービタ23で調停される。そして調停結
果301によりマルチプレクサ33でメモリタグアドレ
ス105またはCPUタグアドレス106が選択され、
マルチプレクサ34でメモリセットアドレス】02また
はCPUセットアドレス103が選択される。マルチプ
レクサ34の出力303でタグメモリ31からタグアド
レス304が出力され、これがマルチプレクサ33の出
力302とヒツト判定回路32で比較され、一致した場
合、ヒツト信号”305が出力される。
FIG. 3 is a block diagram of a conventional tag cache control circuit. Accesses from the CPU and the memory bus (memory read/write signal 101, CPU read/write signal 104) are arbitrated by the arbiter 23. Then, based on the arbitration result 301, the multiplexer 33 selects the memory tag address 105 or the CPU tag address 106.
The multiplexer 34 selects memory set address 02 or CPU set address 103. A tag address 304 is outputted from the tag memory 31 at the output 303 of the multiplexer 34, and this is compared with the output 302 of the multiplexer 33 by the hit determination circuit 32. If they match, a hit signal "305" is outputted.

[発明が解決しようとする課題] 上述した従来のタグキャッシュ制御回路は、タグメモリ
がシングルボート構成となっているので、CPUアクセ
スとメモリバスアクセスのどちらかのアクセスしか受け
つけられないために、方からのアクセスが発生すると、
常に他方からのアクセスとの調停をとる方式となってお
り、相互にアクセスを遅延させるという欠点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional tag cache control circuit described above, since the tag memory has a single boat configuration, it can only accept access from either the CPU access or the memory bus access. When access occurs from
This method always arbitrates with accesses from the other side, which has the disadvantage of mutually delaying accesses.

[課題を解決するための手段] 本発明のタグキャッシュ制御回路は、 デュアルポート構成で、メモリセットアドレスおよびC
PUセットアドレスによって選択されたセットのタグア
ドレスを双方向より同時に読出し可能なタグメモリと、 CPUとメモリバスからCPUセットアドレスとメモリ
セットアドレスおよびタグメモリのリード/ライト信号
を入力し、通常はCPUアクセス制御信号およびメモリ
アクセス制御信号を出力するが、CPUおよびメモリバ
スからのアクセスが競合した場合に限り、CPUセット
アドレスとメモリセットアドレスが一致し、かつCPt
Jおよびメモリバスからのリード/ライト信号が共にラ
イメモリバスからのリード/ライト信号で他方がリード
信号の場合には、CPUとメモリバスからのアクセスを
調停し、CPUアクセス制御信号またはメモリアクセス
制御信号を出力するアクセス制御回路と、 メモリアクセス制御信号によりメモリセットアドレスと
メモリリード/ライト信号をタグメモリに出力するメモ
リアドレス入力制御回路と、CPUアクセス制御信号に
よりCPUセットアドレスとCPUリード/ライト信号
をタグメモリに出力するCPUアドレス入力制御回路と
、メモリバスより入力されたメモリタグアドレスとタグ
メモリより出力されたメモリタグアドレスを比較し、ヒ
ツト判定を行なうメモリヒツト判定回路と、 CPUより入力されたC P tJタグアドレスとタグ
メモリより出力されたCPUタグアドレスを比較し、ヒ
ツト判定を行なうCPUヒツト判定回路とを有する。
[Means for Solving the Problems] The tag cache control circuit of the present invention has a dual port configuration, and has a memory set address and C
A tag memory that can read the tag address of the set selected by the PU set address simultaneously from both directions, and inputs the CPU set address, memory set address, and tag memory read/write signals from the CPU and memory bus, and usually the CPU An access control signal and a memory access control signal are output, but only when accesses from the CPU and memory bus conflict, the CPU set address and memory set address match, and CPt
If the read/write signals from J and the memory bus are both read/write signals from the memory bus and the other is a read signal, the CPU access control signal or the memory access control signal arbitrates between the accesses from the CPU and the memory bus. An access control circuit that outputs a signal; a memory address input control circuit that outputs a memory set address and a memory read/write signal to the tag memory using a memory access control signal; and a memory address input control circuit that outputs a CPU set address and a CPU read/write signal using a CPU access control signal. a CPU address input control circuit that outputs the address to the tag memory; a memory hit determination circuit that compares the memory tag address input from the memory bus with the memory tag address output from the tag memory and performs a hit determination; It has a CPU hit determination circuit that compares the C P tJ tag address and the CPU tag address output from the tag memory and performs hit determination.

[作 用コ タグメモリをデュアルポート構成とすることによって、
CPUよりのアクセスとメモリバスよりのアクセスを並
列処理することができ、キャツシュヒツト/ミス判定を
相互に遅延させない。
[Operation] By making the Kotag memory a dual port configuration,
Accesses from the CPU and accesses from the memory bus can be processed in parallel, and cache hit/miss determinations are not delayed.

[実施例コ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
[Embodiments] Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明のタグキャッシュ制御回路の一実施例の
ブロック図で、本発明に関係する部分のみを表わしてい
る。
FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of the tag cache control circuit of the present invention, showing only the portions related to the present invention.

タグメモリ1はデュアルポート構成となっており、メモ
リアドレス入力制御回路5により制御されたメモリセッ
トアドレス210およびCPUアドレス入力制御回路6
により制御されたCPUセットアドレス212によって
選択されたセットのタグアドレスを双方向より同時にリ
ード可能である。
The tag memory 1 has a dual port configuration, with a memory set address 210 controlled by a memory address input control circuit 5 and a CPU address input control circuit 6.
The set of tag addresses selected by the CPU set address 212 controlled by the CPU set address 212 can be read simultaneously from both directions.

アドレスはCPUより入力されるCPUアドレスとメモ
リバスより入力されるメモリアドレスがある。この、そ
れぞれのアドレスはセットアドレスとタグアドレスに分
類される。このうち、CPUより入力されるCPUセッ
トアドレス103とメモリバスより入力されるメモリセ
ットアドレス102は比較回路2に入力され、比較回路
2は比較結果を一致信号202として出力する。リード
/ライト信号はCPUより入力されるCPUリード/ラ
イト信号104と、メモリバスより入力されるメモリリ
ード/ライト信号101がある。CPUリード/ライト
信号104とメモリリード/ライト信号101はアービ
タ3に入力される。アービタ3はCPUとメモリバスよ
りライトアクセスが競合した場合および、CPUとメモ
リバスの一方よりライトアクセスが、他方よりリードア
クセスが競合した場合にのみ、CPUアクセスとメモリ
バスアクセスの調停をとり、調停結果を切換信号201
として出力する。アクセス制御回路4は通常はCPUア
クセス制御信号204とメモリアクセス制御信号203
を出力するが、切換信号201と一致信号202により
、CPU−またはメモリバスの一方よりライトアクセス
が発生しており、かつ該ライトアクセスのアドレスに他
方よりリードアクセスまたはライトアクセスが発生して
いる場合にのみ、CPUアクセス制御信号204または
メモリアクセス制御信号203を出力する。CPUアド
レス入力制御回路6はCPUアクセス制御信号204を
使用して、CPUセットアドレス103とCPUリート
/ライト信号104を信号212と213にそれぞれ出
力してタグメモリ1への入力制御を実行する。メモリア
ドレス入力制御回路5はメモリアクセス制御信号203
を使用してメモリセットアドレス102とメモリリード
/ライト信号101をそれぞれ信号210と211に出
力してタグメモリ1への入力制御を実行する。タグメモ
リ1はデュアルポート構成となっているため、CPUよ
りのCPUリードアクセスおよびメモリバスよりのメモ
リリードアクセスを処理可能となっている。CPUリー
ド時には、CPUリード/ライト信号213によりタグ
メモリ1にリードアクセスが開始され、タグメモリ1は
CPUセットアドレス212によりセット選択を行ない
、選択されたセットのタグアドレスをCPUタグアドレ
ス206として出力する。また、該CPUリードアクセ
スと並行してメモリアクセスを処理することができ、メ
モリリード時には、メモリリード/ライト信号211に
よりリードアクセスが開始されて、タグメモリ1はメモ
リセットアドレス210によりセット選択を行ない、選
択されたセットのタグアドレスをメモリタグアドレス2
05として出力する。CPUヒツト判定回路CPUより
入力されたCPUタグアドレス106とタグメモリ1よ
り出力されたCPUタグアドレス206を比較し、ヒツ
ト判定を行ない、CPUヒツト信号108を出力する。
Addresses include CPU addresses input from the CPU and memory addresses input from the memory bus. These addresses are classified into set addresses and tag addresses. Of these, the CPU set address 103 input from the CPU and the memory set address 102 input from the memory bus are input to the comparison circuit 2, and the comparison circuit 2 outputs the comparison result as a match signal 202. The read/write signals include a CPU read/write signal 104 input from the CPU and a memory read/write signal 101 input from the memory bus. A CPU read/write signal 104 and a memory read/write signal 101 are input to the arbiter 3. Arbiter 3 arbitrates between CPU access and memory bus access only when there is a conflict between write access from the CPU and memory bus, or when there is conflict between write access from one side of the CPU and memory bus and read access from the other. Result switching signal 201
Output as . The access control circuit 4 normally receives a CPU access control signal 204 and a memory access control signal 203.
However, according to the switching signal 201 and the coincidence signal 202, if a write access is occurring from either the CPU- or memory bus, and a read access or a write access is occurring from the other to the address of the write access. The CPU access control signal 204 or memory access control signal 203 is output only when The CPU address input control circuit 6 uses the CPU access control signal 204 to output the CPU set address 103 and the CPU leave/write signal 104 to signals 212 and 213, respectively, to control input to the tag memory 1. The memory address input control circuit 5 receives the memory access control signal 203
is used to output the memory set address 102 and memory read/write signal 101 to signals 210 and 211, respectively, to control input to the tag memory 1. Since the tag memory 1 has a dual port configuration, it can process CPU read access from the CPU and memory read access from the memory bus. At the time of CPU read, read access to tag memory 1 is started by CPU read/write signal 213, tag memory 1 selects a set by CPU set address 212, and outputs the tag address of the selected set as CPU tag address 206. . Furthermore, memory access can be processed in parallel with the CPU read access, and when reading memory, the read access is started by the memory read/write signal 211, and the tag memory 1 performs set selection by the memory set address 210. , set the tag address of the selected set to memory tag address 2
Output as 05. CPU hit determination circuit The CPU tag address 106 input from the CPU is compared with the CPU tag address 206 output from the tag memory 1, a hit determination is made, and a CPU hit signal 108 is output.

メモリヒツト判定回路8はメモリバスより入力されたメ
モリタグアドレス105とタグメモリ1より出力された
メモリタグアドレス205を比較し、ヒツト判定を行な
い、メモリヒツト信号107を出力する。
The memory hit determination circuit 8 compares the memory tag address 105 input from the memory bus with the memory tag address 205 output from the tag memory 1, performs a hit determination, and outputs a memory hit signal 107.

第2図は本発明の第2の実施例のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the invention.

本実施例−では、比較回路を使用せず、アービタ13よ
りの出力信号であるCPUアクセス切換信号222とメ
モリアクセス切換信号221をCPLIアドレス入力制
御回路6とメモリアドレス入力制御回路5にそれぞれ入
力する。
In this embodiment, a comparison circuit is not used, and the CPU access switching signal 222 and memory access switching signal 221, which are output signals from the arbiter 13, are input to the CPLI address input control circuit 6 and the memory address input control circuit 5, respectively. .

第2の実施例では、CPUアドレスとメモリアドレスが
同じ可能性が高い場合に、比較回路2とアクセス制御回
路4による遅延が発生しないため、より高速処理が可能
となるという利点がある。
The second embodiment has the advantage that when there is a high possibility that the CPU address and the memory address are the same, a delay due to the comparator circuit 2 and the access control circuit 4 does not occur, so that higher-speed processing is possible.

[発明の効果] 以上説明したように本発明は、タグメモリをデュアルポ
ート構成とすることにより、CPUアクセスとメモリバ
スアクセスを遅延させることなく、並列に処理を実行す
ることができ、それぞれのアクセスに対して処理を高速
化できる効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention has a tag memory with a dual port configuration, so that processing can be executed in parallel without delaying CPU access and memory bus access, and each access This has the effect of speeding up processing.

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

第1図は本発明の第1の実施例のブロック図、第2図は
本発明の第2の実施例のブロック図、第3図は従来例の
ブロック構成図である。 1・・・タグメモリ、 2・・・比較回路、 3、13.23・・・アービタ、 4・・・アクセス制御回路、 5・・・メモリアドレス入力制御回路、6・・・CPU
アドレス入力制御回路、7・・・cpuヒツト判定回路
、 8・・・メモリヒツト判定回路、 01 、211・・・メモリリード/ライト信号、02
 、210・・・メモリセットアドレス、03 、21
2・・・CPUセットアドレス、04 、213・・・
CPUリード/ライト信号、05・・・メモリタグアド
レス、 06・・・CPUタグアドレス、 107・・・メモリヒツト信号、 108・・・CPUヒツト信号、 201 、301・・・切換信号、 202・・・一致信号、 203・・・メモリアクセス制御信号、204・=cp
uアクセス制御信号、 205・・・メモリタグアドレス出力信号、206・・
・CPUタグアドレス出力信号、32・・・ヒツト判定
回路、 33、34・・・マルチプレクサ、 302・・・タグアドレス、 303・・・セットアドレス、 304・・・タグアドレス出力信号。
FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Tag memory, 2... Comparison circuit, 3, 13.23... Arbiter, 4... Access control circuit, 5... Memory address input control circuit, 6... CPU
Address input control circuit, 7... CPU hit determination circuit, 8... Memory hit determination circuit, 01, 211... Memory read/write signal, 02
, 210...Memory set address, 03, 21
2...CPU set address, 04, 213...
CPU read/write signal, 05...Memory tag address, 06...CPU tag address, 107...Memory hit signal, 108...CPU hit signal, 201, 301...Switching signal, 202... Coincidence signal, 203...Memory access control signal, 204.=cp
u access control signal, 205... memory tag address output signal, 206...
- CPU tag address output signal, 32... Hit determination circuit, 33, 34... Multiplexer, 302... Tag address, 303... Set address, 304... Tag address output signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、CPUからのキャッシュアクセスおよびメモリバス
からのキャッシュアクセスに対して、キャッシュのヒッ
ト/ミスを判定するタグキャッシュ制御回路であつて、 デュアルポート構成で、メモリセットアドレスおよびC
PUセットアドレスによって選択されたセットのタグア
ドレスを双方向より同時に読出し可能なタグメモリと、 CPUとメモリバスからCPUセットアドレスとメモリ
セットアドレスおよびタグメモリのリード/ライト信号
を入力し、通常はCPUアクセス制御信号およびメモリ
アクセス制御信号を出力するが、CPUおよびメモリバ
スからのアクセスが競合した場合に限り、CPUセット
アドレスとメモリセットアドレスが一致し、かつCPU
およびメモリバスからのリード/ライト信号が共にライ
ト信号か、一方がライト信号で他方がリード信号の場合
には、CPUとメモリバスからのアクセスを調停し、C
PUアクセス制御信号またはメモリアクセス制御信号を
出力するアクセス制御回路と、 メモリアクセス制御信号によりメモリセットアドレスと
メモリリード/ライト信号をタグメモリに出力するメモ
リアドレス入力制御回路と、CPUアクセス制御信号に
よりCPUセットアドレスとCPUリード/ライト信号
をタグメモリに出力するCPUアドレス入力制御回路と
、メモリバスより入力されたメモリタグアドレスとタグ
メモリより出力されたメモリタグアドレスを比較し、ヒ
ット判定を行なうメモリヒット判定回路と、 CPUより入力されたCPUタグアドレスとタグメモリ
より出力されたCPUタグアドレスを比較し、ヒット判
定を行なうCPUヒット判定回路とを有するタグキャッ
シュ制御回路。
[Claims] 1. A tag cache control circuit that determines cache hit/miss with respect to cache access from a CPU and a cache access from a memory bus, which has a dual port configuration and has a memory set address and a memory bus.
A tag memory that can read the tag address of the set selected by the PU set address simultaneously from both directions, and inputs the CPU set address, memory set address, and tag memory read/write signals from the CPU and memory bus, and usually the CPU An access control signal and a memory access control signal are output, but only when accesses from the CPU and memory bus conflict, the CPU set address and memory set address match, and the CPU
If the read/write signals from the CPU and memory bus are both write signals, or if one is a write signal and the other is a read signal, the CPU arbitrates between accesses from the CPU and the memory bus,
an access control circuit that outputs a PU access control signal or a memory access control signal; a memory address input control circuit that outputs a memory set address and a memory read/write signal to the tag memory using the memory access control signal; A CPU address input control circuit that outputs the set address and CPU read/write signals to the tag memory, and a memory hit that compares the memory tag address input from the memory bus with the memory tag address output from the tag memory to determine a hit. A tag cache control circuit comprising a determination circuit and a CPU hit determination circuit that compares a CPU tag address input from a CPU with a CPU tag address output from a tag memory to determine a hit.
JP2084228A 1990-03-30 1990-03-30 Tag cache control circuit Pending JPH03282948A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6202128B1 (en) 1998-03-11 2001-03-13 International Business Machines Corporation Method and system for pre-fetch cache interrogation using snoop port

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