JPH09293017A - コンピュータ - Google Patents

コンピュータ

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Publication number
JPH09293017A
JPH09293017A JP8102609A JP10260996A JPH09293017A JP H09293017 A JPH09293017 A JP H09293017A JP 8102609 A JP8102609 A JP 8102609A JP 10260996 A JP10260996 A JP 10260996A JP H09293017 A JPH09293017 A JP H09293017A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cache
memory
address
invalidation
invalid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8102609A
Other languages
English (en)
Inventor
Shuichi Moriyama
秀一 森山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd filed Critical Niigata Fuji Xerox Manufacturing Co Ltd
Priority to JP8102609A priority Critical patent/JPH09293017A/ja
Publication of JPH09293017A publication Critical patent/JPH09293017A/ja
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャッシュの無効化サイクル時に無効化キャ
ッシュアドレスレジスタを設定アドレスをキャッシュ有
効領域外に設定することにより、キャッシュ無効キャッ
シュアドレスとしてタグメモリに書き込み、以降のメモ
リリードサイクルがこのアドレスにヒットしても、キャ
ッシュコントローラ内のキャッシュ有効領域デコード回
路によりキャッシュ無効と判断し、有効・無効ビットを
必要とせずキャッシュの無効化を行う。 【解決手段】 タグメモリ3のエントリを無効化する場
合に、無効化キャッシュアドレス生成レジスタ6に事前
に設定されている無効化アドレスを、キャッシュコント
ローラ2がセレクタ7で選択し、タグメモリ3の該当ア
ドレスに書き込む。キャッシュリード時に、その無効化
アドレスがヒットしても、キャッシュコントローラ2で
無効化することにより、主記憶装置5へのアクセスがな
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンピュータに関
し、特にキャッシュの無効化処理を少ないハードウェア
で実現するコンピュータに関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、キャッシュのエントリの有効
・無効状態とは、タグメモリにアドレス単位に格納され
ているデータであるキャッシュエントリアドレスが有効
であるか、無効であるかの状態のことである。有効状態
とは、キャッシュメモリに正しいデータが格納されてい
ることを意味し、無効状態とはキャッシュメモリに正し
いデータが格納されていない可能性があることを意味す
る。
【0003】従来のコンピュータにおいては、たとえ
ば、「特開平5−12109号公報」記載の技術のよう
に、有効・無効の判別方法として、タグメモリのエント
リ単位に、いわゆるキャッシュデータの無効化・有効化
を示すための有効・無効ビットを設ける方法がとられて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
おいては、有効・無効ビットを用いるため、ハードウェ
ア量が増大するという問題がある。その理由は、タグメ
モリのエントリ単位に有効・無効ビットが必要となり、
一般的にエントリ数は、非常に大きいからである。
【0005】本発明の目的は、有効・無効ビットを使用
せずに、ハードウェア量を削減しコスト低下を実現する
コンピュータを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明
【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して詳細に説明する。図1は、本発明のコンピュータの
ブロック図である。図1を参照すると、本発明のコンピ
ュータは、CPU1と、キャッシュのタグメモリ3と、
キャッシュのキャッシュメモリ4と、CPU1からのア
ドレスバス8をもとにキャッシュ有効・無効領域の判定
及びキャッシュメモリ4の制御、タグメモリ3の制御を
行うキャッシュコントローラ2と、キャッシュ無効化時
にタグメモリ3に対して書き込まれるキャッシュアクセ
ス範囲外アドレスが設定される無効化キャッシュアドレ
ス生成レジスタ6と、キャッシュコントローラ2からの
有効キャッシュアドレス14と無効化キャッシュアドレ
ス生成レジスタ6からの無効キャッシュアドレス15を
切り替えるセレクタ7と、主記憶装置5と、主記憶装置
5を制御するメモリコントローラ21とから構成され
る。
【0007】図2は、キャッシュコントローラ2の内部
ブロックの一部を示すブロック図である。
【0008】図2を参照すると、キャッシュコントロー
ラ2は、アドレスバス8からのアドレス入力より、その
アクセスがキャッシュ有効領域あるいは無効領域へのア
クセスのどちらであるかの判定を行い、その判定結果を
キャッシュ有効・無効信号22により通知するキャッシ
ュ領域判定回路21と、タグメモリ3からのキャッシュ
ヒット・ミス信号12とキャッシュ有効・無効信号22
とによりキャッシュメモリ4への制御を行うキャッシュ
メモリ制御回路20とから構成される。
【0009】次に本発明の動作について図1、図2を参
照して説明する。
【0010】まず本発明の通常のキャッシュの動作の説
明を先に行い、次に本発明のキャッシュ無効化制御方式
を説明する。
【0011】以下のキャッシュ制御の説明は読み出しサ
イクルの場合について行う。
【0012】CPU1がメモリの読み出しを行う場合、
そのメモリデータがキャッシュ内に存在するかどうかの
検出はタグメモリ3内に格納されているキャッシュアド
レスと現在のメモリ読み出しサイクルのアドレスバス8
上のアドレス比較によって行われる。その結果がキャッ
シュヒット・ミス信号12によりキャッシュコントロー
ラ2へ通知される。
【0013】その結果がミスであった場合、キャッシュ
コントローラ2はメモリコントローラ19に対してメモ
リスタート信号18をアクティブにすることにより主記
憶装置5からのデータ読み出しサイクルを指示する。主
記憶装置5よりデータバス9を介してデータが読み出さ
れCPU1へ渡される。同時にキャッシュメモリ4に対
してもキャッシュコントローラ2からのキャッシュメモ
リ制御信号10の指示で、キャッシュ登録(エントリー
に)される。キャッシュへの登録はタグメモリ3にキャ
ッシュアドレス16を登録することによって行われる
が、この場合は、キャッシュコントローラ2が有効キャ
ッシュアドレス14(以下キャッシュコントローラ2が
生成するキャッシュアドレスを有効キャッシュアドレス
14と呼ぶ。)を生成しセレクタ7を介してタグメモリ
3に転送する。この時、キャッシュコントローラ2は有
効・無効キャッシュアドレス切り替え信号17により、
セレクタ7の方向を制御する。以降同アドレスへのメモ
リ読み出しが行われた場合、このアドレスに対するキャ
ッシュアドレスはタグメモリ3に登録済みであるため、
タグメモリ3からのキャッシュヒット・ミス信号12は
ヒットとなる。ヒット判定により次にキャッシュコント
ローラ2内部のキャッシュ領域判定回路21はアドレス
バス8からのメモリアドレスを調べ、キャッシュの有効
・無効(すなわち、キャッシュする領域かどうかの判
定)をキャッシュ有効・無効信号22によりキャッシュ
メモリ制御回路20に通知する。ヒットかつキャッシュ
有効と判断された場合、キャッシュメモリ制御回路20
によりキャッシュメモリ4の読み出しサイクルが実行さ
れる。この場合、キャッシュコントローラ2はキャッシ
ュヒットの判定によりメモリコントローラ19へのメモ
リスタート信号18をアクティブにすることはなく、主
記憶装置5への読み出しは行われない。
【0014】次に本発明のキャッシュの無効化方法の手
順をキャッシュに登録されているアドレスがキャッシュ
フラッシュ、あるいはスヌープにより無効化される場合
について説明する。まずあらかじめCPU1が、キャッ
シュコントローラ2、無効化キャッシュアドレス生成レ
ジスタ制御信号13を介して、無効化キャッシュアドレ
ス生成レジスタ6に無効キャッシュアドレスを設定す
る。この無効キャッシュアドレスとはキャッシュ無効化
サイクル時にタグメモリ3に対して登録されるキャッシ
ュアドレスであり、通常はキャッシュ無効領域である
「主記憶装置5の範囲外の領域」または、「主記憶装置
5の領域であるがキャッシュされない領域(たとえば、
マルチCPUで使用される共有領域等)」のアドレスを
設定する。
【0015】以下、「主記憶装置5の領域でキャッシュ
されない領域」を設定した場合について説明する。
【0016】無効キャッシュアドレスは、タグメモリ3
への入力アドレスの上位アドレスがデータとして与えら
れ、無効キャッシュアドレスのアドレス設定単位はタグ
メモリ3のアドレスの容量により決まる。たとえば、キ
ャッシュ容量が256キロバイトの場合では、タグメモ
リ3へのアドレスはアドレスバス8の内、下位からアド
レス17番目までが入力される。アドレス18番目以上
の上位アドレスは、キャッシュコントローラ2を介して
タグメモリ3へのデータとして入力される。キャッシュ
フラッシュやスヌープによるキャッシュ無効化サイクル
が発生したとすると、無効化キャッシュアドレス生成レ
ジスタ6からは、すでに設定されているアドレスが無効
キャッシュアドレス15として出力される。キャッシュ
コントローラ2はキャッシュ無効化サイクル時はセレク
タ7の切り替えを有効・無効キャッシュアドレス切り替
え信号14により通常の有効キャッシュアドレス14の
向きから無効キャッシュアドレス15の向きへ切り替え
ている。このためタグメモリ3へは無効キャッシュアド
レスがキャッシュアドレス16として転送され、キャッ
シュコントローラ2からのタグメモリ制御信号11によ
り、このグラフィック領域がキャッシュアドレスとして
タグメモリ3に設定される。このようにキャッシュの無
効化サイクルが実施される。
【0017】次に読み出しサイクルが発生した場合、キ
ャッシュ無効化サイクル時にタグメモリ3に登録された
無効キャッシュアドレスが読み出される。この時、タグ
メモリ3においてキャッシュアドレスにヒットするため
キャッシュヒット・ミス信号12はヒットとしてキャッ
シュコントローラ2へ通知される。しかし、キャッシュ
コントローラ2内部のキャッシュ領域判定回路21は、
キャッシュ有効・無効信号22を無効とすることによ
り、キャッシュメモリ制御回路20へキャッシュ無効を
通知する。キャッシュメモリ制御回路20のキャッシュ
動作条件は、キャッシュヒット・ミス信号12がヒット
でかつキャッシュ有効・無効信号22が有効時のみであ
るため、キャッシュ動作は行われず、メモリコントロー
ラ19へメモリスタート信号18がアクティブにされ、
主記憶装置5への読み出し動作(キャッシュミス動作)
指示が出される。そしてメモリコントローラ19のメモ
リ制御信号23によりメモリ読み出しが行われる。
【0018】以上により、本発明のキャッシュ無効化制
御方式では、有効・無効ビットがなくてもキャッシュの
無効化が可能となる。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、キャッシュの無効
エントリには、キャッシュアクセス範囲外アドレスを設
定するようにし、キャッシュの有効・無効ビットを削減
することにより、ハードウェア量の削減ができる(無効
化キャッシュキアドレス生成レジスタのハードウェア量
は、有効・無効ビットよりも少ない。)。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンピュータのブロック図である。
【図2】図1のキャッシュコントローラの詳細ブロック
図である。
【符号の説明】
1 CPU 2 キャッシュコントローラ 3 タグメモリ 4 キャッシュメモリ 5 主記憶装置 6 無効化キャッシュアドレス生成レジスタ 7 セレクタ 8 アドレスバス 9 データバス 10 キャッシュメモリ制御信号 11 タグメモリ制御信号 12 キャッシュヒット・ミス信号 13 無効化キャッシュアドレス生成レジスタ制御信
号 14 有効キャッシュアドレス 15 無効キャッシュアドレス 16 キャッシュアドレス 17 有効・無効キャッシュアドレス切り替え信号 18 メモリスタート信号 19 メモリコントローラ 20 キャッシュメモリ制御回路 21 キャッシュ領域判定回路 22 キャッシュ有効・無効信号 23 メモリ制御信号

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 CPUと、主記憶装置と、前記主記憶
    装置の制御を行う主記憶制御部と、タグメモリとキャッ
    シュメモリとを備えるキャッシュとを有するコンピュー
    タにおいて、前記タグメモリの無効エントリには、キャ
    ッシュアクセス範囲外アドレスを設定することを特徴と
    するコンピュータ。
  2. 【請求項2】(a)CPUと、(b)主記憶装置と、
    (c)前記主記憶装置の制御を行う主記憶制御部と、
    (d)タグメモリとキャッシュメモリとを有するキャッ
    シュと、(e)キャッシュアクセス範囲外アドレスが格
    納される無効化キャッシュアドレス生成レジスタと、
    (f)前記無効化キャッシュ生成レジスタとキャッシュ
    制御部とからのアドレスのいずれかを選択し、前記タグ
    メモリおよび前記キャッシュメモリに出力する選択回路
    と、(g)前記タグメモリ、前記キャッシュメモリ、前
    記無効化キャッシュアドレス生成レジスタ、前記選択回
    路を制御し、キャッシュの無効化を行う場合、前記タグ
    メモリのエントリに対し前記無効化キャッシュアドレス
    生成レジスタからの前記キャッシュアクセス範囲外アド
    レスを前記選択回路を介して書き込む制御を行うキャッ
    シュ制御部と、を有することを特徴とするコンピュー
    タ。
JP8102609A 1996-04-24 1996-04-24 コンピュータ Pending JPH09293017A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006023792A (ja) * 2004-07-06 2006-01-26 Fujitsu Ltd 情報処理装置
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980623