JPH0363849A - セットアソシアティブ方式キャッシュメモリ - Google Patents

セットアソシアティブ方式キャッシュメモリ

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JPH0363849A
JPH0363849A JP1200627A JP20062789A JPH0363849A JP H0363849 A JPH0363849 A JP H0363849A JP 1200627 A JP1200627 A JP 1200627A JP 20062789 A JP20062789 A JP 20062789A JP H0363849 A JPH0363849 A JP H0363849A
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、キャッシュ・システムに含まれるアドレス
タグメモリおよびL RU (Least Recen
t−1y Used)ビットメモリのテストを容易に行
うことが可能なセットアソシアティブ方式キャッシュメ
モリに関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来のセットアソシアティブ方式キャッシュメ
モリの診断方法を説明するためのアドレス構成図および
4ウ工イセツトアソシアテイブ方式キャッシュメモリの
ブロック図である。この4ウ工イセツトアソシアテイブ
方式キャッシュメモリは、CQ出版社の「インタフェー
スJ 1987年9月号の205頁に記載されたもので
ある。
第3図において、1はキャッシュメモリにアクセスしよ
うとするアドレス、2は前記アドレス1の一部であるア
ドレスタグ、3は前記アドレス1の一部であるセットセ
レクト、4は前記アドレス1の一部であるワードセレク
ト、5はキャッシュメモリ内にあるアドレスタグを保持
するアドレスタグ2そり、6は後記データブロックメモ
リ7の保持しているデータが有効であるか無効であるか
を示すバリッドビットメモリ、7はキャッシュメモリ内
にあるデータを保持するデータブロックメモリ、8は各
ウェイのデータの置き換え優先準位記憶手段としてのL
RUビットメモリであり、LRUビットメモリ8はデー
タの置き換えをLRU(1,gast Recentl
y Used)アルゴリズムによって制御される状態レ
ジスタである。さらに、9は前記アドレスタグ2と前記
アドレスタグメモリ5に保持しているアドレスのデータ
を比較して一致しているか否かを調べるアドレスタグ比
較器、10は前記アドレス1の前記ワードセレクト4に
よって選択される第1のセレクタ、11は前記アドレス
タグ比較器9によって選択される第2のセレクタであり
、aは第2のセレクタ11から出力される出力データで
ある。
次に動作について説明する。
外部からアドレス1が与えられると、セットセレクト3
で選ばれた各ウェイのアドレスタグメモリ5の内容をア
ドレスタグ比較器9に送るとともに、データブロックメ
モリ7の内容も第1のセレクタ10に送り、ワードセレ
クト4で選ばれたワードデータを第2のセレクタ11に
送る。そして、アドレスタグ比較器9で選ばれたアドレ
スタグメモリ5の内容とアドレスタグ2とが一致してい
るか否かを調べ、一致しているウェイが存在していれば
第2のセレクタ11よりそのウェイのデータを出力デー
タaとして出力する。しかし、アドレスタグ比較器9で
不一致となれば、キャッシュメモリ外のメインメモリ、
(図示せず)にデータを読みにいき、MPUにデータを
送るとともに、キャッシュメモリ内のデータブロックメ
モリ7にデータを格納する。この時、どのウェイにデー
タを格納するかを決めるのがLRUアルゴリズムで、そ
の情報がLRUビットメモリ8に格納されている。
次にこのキャッシュメモリシステムのアドレスタグメモ
リ5の診断方法について述べる。
基本的な手法は、まず、任意のアドレスでキャッシュシ
ステムをアクセスし、そのセットセレクト3でアクセス
を受けたエントリのタグメモリに対しての先のアドレス
の一部であるアドレスタグを書き込み、次に、先と同ル
キャッシュエントリでキャッシュシステムをアクセスし
た際、キャッシュヒツト判定、キャッシュよスヒット判
定が正しく行われるか否かを調べることである。すなわ
ち、先にアドレスタグメモリ5に書き込んだアドレスタ
グ2と同一のビットパターン列を持ったアドレスでアク
セスした場合には、キャツシュヒツトと判定してデータ
メモリの内容を出力し、書き込んだアドレスタグ2と異
なるビットバタン列群を持ったアドレスに対してはキャ
ッシュくスと判定し、データブロックメモリ7に対して
データを取り込むべく、外部メモリアクセスサイクルが
発生することを調べることである。
この時、注意すべきはアドレスタグ2の書き込まれるウ
ェイは、その時点においての各エントリのLRUビット
が示す優先準位に従う点である。
したがって、テストバタンの作成に当ってはこの点を考
慮にいれ、各テストベクトルを与える時点でのLRUビ
ットの状態を把握している必要がある。
次に、このキャッシュメモリのLRUビットメモリ8の
診断方法について述ヘル。
この従来例では、LRUビットメモリ8に外部から直接
データを書き込むことができないため、LRUビットメ
モリ8を診断すべき値に設定するためには、メインメモ
リのデータをキャッシュメモリに複数回書き込むという
動作が必要である。
その上で、LRUビットメモリ8が所望の値に設定され
ていることを確認するためには、キャッシュメモリより
の複数回の読み出し動作とメインメモリのデータをキャ
ッシュメモリに複数回書き込むという動作が必要である
。この場合にも先と同じ理由で、テストバタンの作成に
当っては各時点におけるLRUの状態を把握している必
要がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のセットアソシアティブ方式キャッシュメモリにお
けるアドレスタグメモリ5およびLRUビットメモリ8
のテストは上記のような手法で行われているため、アド
レスタグメモリ5へ書き込むテストバタン、すなわち、
タグアドレスをどのウェイに書き込むかを外部から簡単
に制御することができない。したがって、テストバタン
の作成においてはLRUビットの状態、すなわち、各エ
ントリに対してのウェイのアクセスの履歴を知る必要が
あり、テストバタンの作成を困難にする問題点がある。
また、第3図から明らかなように、LRUビットメモリ
8自身も外部から直接にアクセスすることができないた
め、そのテストバタンを作成する場合にも上記と同様の
問題点が存在する。
この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、タグメモリおよびLRUのテストを容易に行うこ
とが可能なセットアソシアティブ方式キャッシュメモリ
を得ることを目的とする。
(課題を解決するための手段) この発明の請求項0)記載のセットアソシアティブ方式
キャッシュメモリは、特定のウェイを指示する外部から
のウェイ選択信号を受けてウェイヒツト信号を生成する
デコード回路と、診断モード信号を受けてデコード回路
からのウェイヒツト信号と優先順位記憶手段からのウェ
イヒツト信号のうちの一方を選択して出力する第3のセ
レクタとを設けたものである。
この発明の請求項(2)記載のセットアソシアティブ方
式キャッシュメモリは、特定のウェイな指示する外部か
らのウェイ選択信号を受けてウェイヒツト信号を生成す
るデコード回路と、診断モード信号を受けてデコード回
路からのウェイヒツト信号と優先順位記憶手段からのウ
ェイヒツト信号のうちの一方を選択して出力する第3の
セレクタと、診断モード信号によりデコード回路からの
ウェイヒツト信号が選択された時に、そのウェイヒツト
信号に従って優先順位記憶手段の内容を更新する制御回
路とを設けたものである。
〔作用〕
請求項 (1)のセットアソシアティブ方式キャッシュ
メモリ定おいては、診断モード信号により診断モードと
すれば、外部から入力するウェイ選択信号によってウェ
イが選択される。
請求項(2)のセットアソシアティブ方式キャッシュメ
モリにおいては、診断モード信号により診断モードとす
れば、外部から入力するウェイ選択信号によってウェイ
が選択されるほか、その選択結果に従って優先順位記憶
手段の内容が更新される。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第1図はアドレスタグメモリ5のテストに最適な請求項
 (1)記載のセットアソシアティブ方式キャッシュメ
モリの一実施例を示すブロック図である。この図におい
て、第3図と同一符号は同一のものを示し、12は診断
モード信号、13はウェイ選択信号、14はデコード回
路、15は第3のセレクタとしてのセレクタ回路、16
は前記ウェイ選択信号13を前記デコード回路14でデ
コードすることによって得られるウェイヒツト信号、1
7は優先順位記憶手段としての前記LRUビットメモリ
8の発生するウェイヒツト信号である。
次に動作について説明する。
第1図に示す4ウ工イセツトアソシアテイブ方式キャッ
シュメモリの通常動作は、第3図で示した従来例のキャ
ッシュメモリの動作と全く同じで、診断モードの動作の
みが異なる。以下に診断モードにおけるアドレスタグメ
モリのテストの手順について述べる。
まず、診断モード信号12を“1”に、ウェイ選択信号
13を選択すべきウェイに対応したレベルに設定する。
ウェイ選択信号13はキャッシュシステムの備えるウェ
イ数に対応するビット数を持ち、例えば4ウエイであれ
ば2ビツトとなる。
次に各ウェイのアドレスタグメモリ5の内容をクリアし
ておき、任意アドレスでキャッシュシステムをアクセス
する。アクセスを受けたエントリには、いずれのウェイ
にもヒツトすべきアドレスタグ2が存在しないから、外
部メモリに対してデータを取り込むべく、外部バスサイ
クルが発生し、先のアドレスの一部がアドレスタグとし
てアドレスタグメモリ5に格納される。この時診断モー
ド信号12が″′1nレベルにある場合には、セレクタ
回路15はウェイヒット信号16を選択するので、アド
レスタグ2の書き込まれるウェイはウェイ選択信号13
によって決定されることになる。
この操作を全エントリの全ウェイに対して繰り返し行う
ことによって、アドレスタグメモリ5の全ビットに所望
のテストバタンを書き込むことができる。
この時に注意すべきは、各エントリのアドレスタグメモ
リ5に対してテストバタンを書き込んでいく際、バタン
の書き込まれるべきウェイはLRUビットメモリ8の内
容には依存せず、常にウェイ選択信号13のレベルのみ
に従う点である。したがって、LRUビットメモリ8の
内容を知ることなく、任意のエントリの任意のウェイに
対してテストバタンを必ず1サイクルで書き込むことが
できる。
したがって、このキャッシュシステムの全エントリを適
当なアドレスバタン群、すなわち、キャッシュがヒツト
すべきアドレスバタン群及びヒツトせざるべきアドレス
バタン群で順次アクセスして、キャッシュがヒツト、ミ
スヒツトの判定な正しく行うか否かを調べることにより
、アドレスタグメモリ5のテストを行うことができる。
また、第2図はLRUビットメモリ8のテストに最適な
請求項 (2)記載のセットアソシアティブキャッシュ
メモリの一実施例を示すブロック図である。この図にお
いて、第1図と同一符号は同一のものを示し、18は制
御回路で、診断モード時にはウェイ選択信号13をデコ
ードして得られるウェイヒツト信号16で指定されたウ
ェイが、アクセスされたものとしてLRUビットメモリ
8を更新する機能を持つ。
したがって、この実施例によれば、アドレスタグメモリ
5のテストを先の手順で実施する際、各時点におけるL
RUビットメモリ8のビット内容を非常に簡単な論理か
ら把握できる。LRUビットメモリ8が所望の値に設定
されているか否かはその後の数回にわたる読み出し操作
で間接的に知る必要があるが、その設定操作は上記のよ
うに簡単に行うことができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明の請求項 (1)記載の
セットアソシアティブ方式キャッシュメモリは、特定の
ウェイを指示する外部からのウェイ選択信号を受けてウ
ェイヒツト信号を生成するデコード回路と、診断モード
信号を受けてデコード回路からのウェイヒツト信号と優
先順位記憶手段からのウェイヒツト信号のうちの一方を
選択して出力する第3のセレクタとを設けたので、ウェ
イの選択を外部から直接行うことが可能になり、アドレ
スタグメモリの診断のためのテストバタン作成のアルゴ
リズムが非常に簡単化されるという効果がある。
また、請求項 (2)記載のセットアソシアティブ方式
キャッシュメモリは、特定のウェイを指示する外部から
のウェイ選択信号を受けてウェイヒツト信号を生成する
デコード回路と、診断モード信号を受けてデコード回路
からのウェイヒツト信号と優先順位記憶手段からのウェ
イヒツト信号のうちの一方を選択して出力する第3のセ
レクタと、診断モード信号によりデコード回路からのウ
ェイヒツト信号が選択された時に、そのウェイヒツト信
号に従って優先順位記憶手段の内容を更新する制御回路
とを設けたので、ウェイの選択を外部から直接行うこと
が可能になるほか、その選択結果に従って優先順位記憶
手段の内容を更新でき、優先順位記憶手段の診断のため
のテストパターン作成のアルゴリズムも非常に簡単化さ
れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は請求項 (1)記載のセットアソシアティブ方
式キャッシュメモリの一実施例を示すブロック図、第2
図は請求項(2)記載のセットアソシアティブ方式キャ
ッシュメモリの一実施例を示すブロック図、第3図は従
来の4ウ工イセツトアソシアテイブ方式キャッシュメモ
リのブロック図である。 図において、1はアドレス、2はアドレスタグ、3はセ
ットセレクト、4はワードセレクト、5はアドレスタグ
メモリ、6はバリッドビットメモリ、7はデータブロッ
クメモリ、8はLRUビットメモリ、9はアドレスタグ
比較器、10゜11は第1.第2のセレクタ、12は診
断モード信号、13はウェイ選択信号、14はデコード
回路、15はセレクタ回路、16.17はウェイヒツト
信号、18は制御回路である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アドレスタグ、セットセレクト、ワードセレクト
    からなるアドレスを入力とし、キャッシュメモリ内にあ
    るデータを保持するデータブロックメモリと、前記アド
    レスタグを前記データブロックメモリの内容に対応させ
    て記憶するアドレスタグメモリと、前記データブロック
    内のメモリが有効であるか無効であるかを示すバリッド
    ビットメモリと、各ウェイのデータの置き換え優先順位
    を記憶する優先順位記憶手段と、前記アドレスタグと前
    記アドレスタグメモリ内のデータを比較するアドレスタ
    グ比較器と、前記ワードセレクトによりワードデータを
    選択する第1のセレクタと、前記アドレスタグ比較器の
    出力によって前記第1のセレクタからのワードデータを
    選択して出力する第2のセレクタとを有するセットアソ
    シアティブ方式キャッシュメモリにおいて、特定のウェ
    イを指示する外部からのウェイ選択信号を受けてウェイ
    ヒット信号を生成するデコード回路と、診断モード信号
    を受けて前記デコード回路からのウェイヒット信号と前
    記優先順位記憶手段からのウェイヒット信号のうちの一
    方を選択して出力する第3のセレクタとを設けたことを
    特徴とするセットアソシアティブ方式キャッシュメモリ
  2. (2)アドレスタグ、セットセレクト、ワードセレクト
    からなるアドレスを入力とし、キャッシュメモリ内にあ
    るデータを保持するデータブロックメモリと、前記アド
    レスタグを前記データブロックメモリの内容に対応させ
    て記憶するアドレスタグメモリと、前記データブロック
    内のメモリが有効であるか無効であるかを示すバリッド
    ビットメモリと、各ウェイのデータの置き換え優先順位
    を記憶する優先順位記憶手段と、前記アドレスタグと前
    記アドレスタグメモリ内のデータを比較するアドレスタ
    グ比較器と、前記ワードセレクトによりワードデータを
    選択する第1のセレクタと、前記アドレスタグ比較器の
    出力によって前記第1のセレクタからのワードデータを
    選択して出力する第2のセレクタとを有するセットアソ
    シアティブ方式キャッシュメモリにおいて、特定のウェ
    イを指示する外部からのウェイ選択信号を受けてウェイ
    ヒット信号を生成するデコード回路と、診断モード信号
    を受けて前記デコード回路からのウェイヒット信号と前
    記優先順位記憶手段からのウェイヒット信号のうちの一
    方を選択して出力する第3のセレクタと、前記診断モー
    ド信号により前記デコード回路からのウェイヒット信号
    が選択された時に、そのウェイヒット信号に従って前記
    優先順位記憶手段の内容を更新する制御回路とを設けた
    ことを特徴とするセットアソシアティブ方式キャッシュ
    メモリ。
JP1200627A 1989-08-02 1989-08-02 セットアソシアティブ方式キャッシュメモリ Expired - Lifetime JPH0795309B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006072168A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 The Pack Corp 変化するモアレにより立体的視覚効果の得られるシート体及びその製造方法並びに袋体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006072168A (ja) * 2004-09-06 2006-03-16 The Pack Corp 変化するモアレにより立体的視覚効果の得られるシート体及びその製造方法並びに袋体

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