JPH0546477A - キヤツシユメモリ制御方法 - Google Patents

キヤツシユメモリ制御方法

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JPH0546477A
JPH0546477A JP3207654A JP20765491A JPH0546477A JP H0546477 A JPH0546477 A JP H0546477A JP 3207654 A JP3207654 A JP 3207654A JP 20765491 A JP20765491 A JP 20765491A JP H0546477 A JPH0546477 A JP H0546477A
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JP
Japan
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register
address
value
flag
array
Prior art date
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Pending
Application number
JP3207654A
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English (en)
Inventor
Yoshiaki Hashimoto
良昭 橋本
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NEC Ibaraki Ltd
Original Assignee
NEC Ibaraki Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Ibaraki Ltd filed Critical NEC Ibaraki Ltd
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】アドレスアレイ14を索引するアドレスと同じ
ビット幅を持つ第一のレジスタ17と第二のレジスタ1
8と、アドレスアレイを索引するアドレス値と第一第二
のレジスタを比較する比較回路20と、第一第二のレジ
スタに任意の値を格納する手段と、第一第二のレジスタ
の値がそれぞれ有効であることを示す第一のフラグ25
と第二のフラグ26を有する。第一第二のフラグが有効
なときに、アドレス値の値が第一のレジスタの値もしく
は第二のレジスタの値に等しいか、または第一のレジス
タの値と第二のレジスタの値の間の値をとるとき、ミス
ヒットしたとしてもキャッシュメモリの内容を更新しな
い。 【効果】現在実行中の処理のなかで、アドレスの大きく
離れた空間のデータが一度のみ必要になった時や、アド
レスの大きく離れた空間と交互にアクセスが必要となっ
たときなどに、毎回キャッシュメモリの内容が更新され
てしまうのを防ぎ性能の向上につながる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はキャッシュメモリ制御方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のキャッシュメモリはミスヒットし
た場合、キャッシュメモリを有する処理装置は外部に存
在する記憶装置より、必要とするデータを含むある一定
のサイズのデータを読みだし、処理に使用するとともに
キャッシュメモリの該当するエリアの内容を更新する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の制御方
法では、現在実行中の処理のなかで、アドレスの大きく
離れた空間のデータが一度のみ必要になった時や、アド
レスの大きく離れた空間と交互にアクセスが必要となっ
たときなどに、毎回キャッシュメモリの内容が更新され
てしまい性能が低下する。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明のキャッシュメモ
リ制御方法は、キャッシュメモリにおいて、アドレスア
レイを索引するアドレスと同じビット幅を持つ第一のレ
ジスタと第二のレジスタと、前記アドレスアレイを索引
するアドレス値と前記第一第二のレジスタを比較する比
較回路と、前記第一第二のレジスタに任意の値を格納す
る手段と、前記第一第二のレジスタの値がそれぞれ有効
であることを示す第一のフラグと第二のフラグを有し、
前記第一第二のフラグが有効なときに、前記アドレス値
の値が前記第一のレジスタの値もしくは前記第二のレジ
スタの値に等しいか、または前記第一のレジスタの値と
前記第二のレジスタの値の間の値をとるとき、ミスヒッ
トしたとしてもキャッシュメモリの内容を更新しない。
【0005】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。本実施例の説明では、ある信号値が”1”
の値をとるときに意味を持ち、有効であるという言い方
をする。
【0006】図1は本発明のキャッシュメモリ制御方法
の一実施例を示すブロック図である。
【0007】図1を参照すると、処理装置10の内部に
は次のものが存在する。処理装置10に処理実行部11
がある。処理実行部11内には、メモリアクセスにおけ
るコマンドレジスタ12、アドレスレジスタ13が存在
する。アドレスレジスタ13は24ビットあり、上位1
0ビットと下位14ビットに分割し、それぞれ上位部、
下位部という言い方をする。さらに下位部14ビットの
内の上位10ビットを下位部1と呼ぶことにする。アド
レスアレイ14とアドレスアレイ14に対応したデータ
を格納するデータアレイ15がある。本例で呼ぶキャッ
シュメモリとはアドレスアレイ14とデータアレイ15
を合わせたものである。アドレスレジスタ13の下位部
1によりアドレスアレイ14を検索する。下位部1の1
0ビットに対応し、アドレスアレイ14は1024ワー
ドの大きさをもつ。アドレスアレイ14にはデータアレ
イ15に格納されているデータのアドレスの上位10ビ
ットが下位部1の値で指し示される位置に格納されてい
る。下位部1の値でアドレスされたアドレスアレイ14
の出力がアドレスレジスタ13の上位部と一致回路16
により比較される。データアレイ15は1024ブロッ
クの大きさを持つ。本例における1ブロックは16バイ
トの大きさである。格納されるデータ幅はアドレスレジ
スタ13の下位部から下位部1を引いたアドレス4ビッ
ト分に対応する16バイトとなる。アドレスレジスタ1
3の下位部1はアドレスアレイ14とともにデータアレ
イ15もアドレスする。一致回路16によりアドレスア
レイ14の出力とアドレスレジスタ13の上位部の一致
が検出されると、この時のデータアレイ15の出力がア
ドレスレジスタ13で指し示されるアドレスのデータと
なる。
【0008】コマンドレジスタ12の中には制御ビット
23、24が存在し、後述のレジスタ17、18を制御
する。レジスタ17はアドレスの下位部1を格納する第
一のレジスタ、レジスタ18はアドレスの下位部1を格
納する第二のレジスタである。レジスタ17にはコマン
ドレジスタ12の制御ビット23、24が”10”のと
きに、レジスタ18には制御ビット23、24が”0
1”のときにアドレスレジスタ13の出力の下位部1が
それぞれに格納される。制御ビット23、24が”0
0”のときはなにも行われず、”11”の時は後述の書
き込み指示回路19内のフラグ25、26はリセットさ
れる。書き込み指示回路19はコマンドレジスタ12の
値によりレジスタ17、18への書き込みを指示する回
路で、内部にレジスタ17が有効であることを示すフラ
グ25、レジスタ18が有効であることを示すフラグ2
6を持つ。比較回路20はレジスタ17、18の出力と
アドレスレジスタ13の出力の下位部1と一致回路16
の出力からキャッシュ更新抑止信号30を生成する回路
である。一致回路16の出力が有効でないときに、フラ
グ25、26の組み合わせにより、次の様に比較し、比
較回路20の出力のキャッシュメモリ更新抑止信号30
を有効にする。{(フラグ25,フラグ26)=(0,
0)}のときは比較動作はなされずキャッシュ更新抑止
信号30が有効になることはない。{(フラグ25,フ
ラグ26)=(1,0)}のときはレジスタ17の出力
とアドレスレジスタ13の下位部1が比較され、等しい
か又はアドレス13の下位部1がレジスタ17の値より
も大きい場合にキャッシュ更新抑止信号30が有効にな
る。{(フラグ25,フラグ26)=(0,1)}のと
きはレジスタ18の出力とアドレスレジスタ13の下位
部1が等しいか又はアドレス13の下位部1がレジスタ
18の値よりも小さい場合にキャッシュ更新抑止信号3
0を有効にする。{(フラグ25,フラグ26)=
(1,1)}のときはアドレスレジスタ13の下位部1
がレジスタ17の値と等しいか、レジスタ18の値と等
しいか又はレジスタ17の値より大きくかつレジスタ1
8の値より小さい場合にキャッシュ更新抑止信号30が
有効となる。
【0009】制御回路21は記憶装置40にアクセスす
るための回路である。バス31は処理装置10と記憶装
置40を接続するバスである。
【0010】実行する処理による使用頻度が高いエリア
はシステムを設計した時点で判っている。処理実行部1
1は、使用頻度の高いエリアがあり、キャッシュに残し
ておきたいときは一度そのエリアすべてをアクセスした
後、まずそのエリアの最小アドレスをコマンドレジスタ
12の制御ビット23、24を”10”にしてアクセス
する。これにより、フラグ25を有効とし、レジスタ1
7に対しての書き込み指示信号27を有効にし、レジス
タ17にはアドレスレジスタ13の下位部1が格納され
る。続いて最大アドレスを制御ビット23、24を”0
1”にしてメモリアクセスを実行する。これにより、フ
ラグ26を有効にし、レジスタ18に対しての書き込み
指示信号28が有効となり、レジスタ18にはアドレス
レジスタ13の下位部1が格納される。これ以降、指定
された範囲はライトのメモリアクセスの時で一致回路1
6の出力が一致した時のみ更新が許される。
【0011】本例ではミスヒットとなったときに記憶装
置40から読みだすデータサイズが16バイトであり、
これを1ブロックと呼ぶ。ブロックは記憶装置40内の
16バイト境界ごとに存在するとし、必要なデータを含
む1ブロックがデータアレイ15へロードされる。この
ときアドレスレジスタ13の下位部1で指示されるアド
レスアレイ14のエリアにアドレスレジスタ13の上位
部が格納される。
【0012】今、フラグ25、フラグ26、アドレスレ
ジスタ13、レジスタ17、レジスタ18、アドレスア
レイ14とデータアレイ15は図2の状態にあったとす
る。このときはフラグ25、26が無効となっているた
め、比較回路20は全く動作しない。本特許を機能させ
ていないケースである。この状態でミスヒットした場
合、常にキャッシュメモリの内容(アドレスアレイ14
とデータアレイ15)が更新される。
【0013】図2の状態が初期状態で次のステップから
順次アドレスレジスタ13が図3に示すような値をと
り、次々にメモリアクセスが発生したとする。最初のメ
モリアクセス(1)のとき該当するアドレスアレイ14
のエリアにはaの値が入っており、アドレスレジスタ1
3の上位部と一致がとれないため、アドレスアレイ1
4、データアレイ15が更新される。以降(2)の上位
部とb、(3)の上位部とcという様に比較が行われる
が、すべて一致しない為、毎回アドレスアレイ14、デ
ータアレイ15が更新される。全部で10回のブロック
ロードが発生する。
【0014】次にフラグ25、フラグ26、アドレスレ
ジスタ13、レジスタ17、レジスタ18、アドレスア
レイ14とデータアレイ15が図4の状態にあったとす
る。図2との違いはフラグ25、26が有効となってお
り、レジスタ17、18にそれぞれ値が格納されている
点である。この時にやはり図3の様に順次メモリアクセ
スが発生したとする。アドレスの下位部1はすべてレジ
スタ17とレジスタ18の間に挟まれるアドレスである
から、アドレスレジスタ13の上位部がアドレスアレイ
14の出力と一致しない時はミスヒットとなり記憶装置
40へアクセスするがキャッシュメモリの内容は更新さ
れない。図3の様に変化した場合、(1)(3)(5)
(7)(9)はアドレスの下位部1がレジスタ17、1
8の間に挟まれるが、アドレスアレイ14の出力が一致
しないため、ミスヒットとなり記憶装置40へアクセス
するが、(2)(4)(6)(8)(10)のときはキ
ャッシュヒットとなり、記憶装置40へのアクセスは行
われない。従って初期状態が図2の場合は記憶装置40
へのアクセスの回数が10回であったのに初期状態が図
4のときは1/2の5回に減った分だけ性能向上につな
がる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のキャッシ
ュメモリ制御方法は、現在実行中の処理のなかで、アド
レスの大きく離れた空間のデータが一度のみ必要になっ
た時や、アドレスの大きく離れた空間と交互にアクセス
が必要となったときなどに、毎回キャッシュメモリの内
容が更新されてしまうのを防ぎ性能の向上につながる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のキャッシュメモリ制御方法の一実施例
を示すブロック図である。
【図2】本実施例における動作の一例を示すアドレスレ
ジスタ13、レジスタ17、レジスタ18、フラグ2
5、フラグ26、アドレスアレイ14、データアレイ1
5の状態を示す図である。
【図3】本実施例における動作の一例を示す記憶装置4
0の状態とアドレスレジスタ13、アドレスアレイ1
4、データアレイ15の変化を示す図である。
【図4】本実施例における動作の一例を示すアドレスレ
ジスタ13、レジスタ17、レジスタ18、フラグ2
5、フラグ26、アドレスアレイ14、データアレイ1
5の状態を示す図である。
【符号の説明】
10 処理装置 11 処理実行部 12 コマンドレジスタ12 13 アドレスレジスタ13 14 アドレスアレイ 15 データアレイ 16 一致回路 17、18 レジスタ 19 書き込み指示回路 20 比較回路 21 制御回路 23、24 制御ビット 25、26 フラグ 27 レジスタ17に対しての書き込み指示信号 28 レジスタ18に対しての書き込み指示信号 30 キャッシュメモリ更新抑止信号30 31 バス 40 記憶装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャッシュメモリにおいて、アドレスア
    レイを索引するアドレスと同じビット幅を持つ第一のレ
    ジスタと第二のレジスタと、前記アドレスアレイを索引
    するアドレス値と前記第一第二のレジスタを比較する比
    較回路と、前記第一第二のレジスタに任意の値を格納す
    る手段と、前記第一第二のレジスタの値がそれぞれ有効
    であることを示す第一のフラグと第二のフラグを有し、
    前記第一第二のフラグが有効なときに、前記アドレス値
    の値が前記第一のレジスタの値もしくは前記第二のレジ
    スタの値に等しいか、または前記第一のレジスタの値と
    前記第二のレジスタの値の間の値をとるとき、ミスヒッ
    トしたとしてもキャッシュメモリの内容を更新しないこ
    とを特徴とするキャッシュメモリ制御方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のキャッシュメモリにおい
    て、前記第一のフラグが有効で前記第二のフラグが無効
    のときに、前記アドレスアレイを検索する前記アドレス
    値の値が前記第一のレジスタの値に等しいか、または前
    記第一のレジスタの値よりも大きいとき、ミスヒットし
    たとしてもキャッシュメモリの内容を更新しないことを
    特徴とするキャッシュメモリ制御方法。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のキャッシュメモリにおい
    て、前記第一のフラグが無効で前記第二のフラグが有効
    のときに、前記アドレスアレイを検索する前記アドレス
    値の値が前記第二のレジスタの値に等しいか、または前
    記第二のレジスタの値よりも小いさとき、ミスヒットし
    たとしてもキャッシュメモリの内容を更新しないことを
    特徴とするキャッシュメモリ制御方法。
JP3207654A 1991-08-20 1991-08-20 キヤツシユメモリ制御方法 Pending JPH0546477A (ja)

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