JPH10275129A - バス接続装置 - Google Patents

バス接続装置

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JPH10275129A
JPH10275129A JP9078640A JP7864097A JPH10275129A JP H10275129 A JPH10275129 A JP H10275129A JP 9078640 A JP9078640 A JP 9078640A JP 7864097 A JP7864097 A JP 7864097A JP H10275129 A JPH10275129 A JP H10275129A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 論理アドレスがバス接続装置内のTLBにヒ
ットしなかった場合の処理時間を短縮させる。 【解決手段】 処理装置200はDMA命令発行トラン
ザクションを発行すると、バス接続装置100は内蔵す
るTLBを索引する。バス接続装置100は、入出力制
御装置500にDMA起動トランザクションを発行する
と同時に、もしTLBミスであればメモリ制御装置40
0にその旨を通知する。これにより、メモリ300内の
アドレス変換テーブルがアクセスされ、入出力制御装置
500からバス接続装置100にDMA転送トランザク
ションが発行された時にはTLBに該当エントリが格納
された状態となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、バス接続装置に関
し、特にトランスレーション・ルックアサイド・バッフ
ァ(TLB)を含むバス接続装置に関する。
【0001】
【従来の技術】バス接続装置に接続された入出力バスよ
りダイレクトメモリアクセス(DMA)処理を行うシス
テムにおいて、バス接続装置にDMA用のトランスレー
ション・ルックアサイド・バッファ(TLB)が含まれ
ている場合、処理装置はメモリへのDMA処理を即座に
起動することができる。ここで、TLBとはアドレス変
換用の論理アドレス及び物理アドレスの対を格納するメ
モリであり、アドレス変換テーブルに対するキャッシュ
メモリの役割を有するものである。また、DMA処理と
は、処理装置を介さず入出力制御装置とメモリとの間で
直接データ転送を行うことをいう。従って、論理アドレ
スから物理アドレスへの変換処理を省くことができ、D
MA処理性能も向上する。しかしながら、起動されたD
MA処理がバス接続装置内のTLBにヒットすれば直ち
にDMA処理が開始されるが、もしミスならばメモリ上
のアドレス変換テーブルから該当するエントリデータを
読み出してTLBにセットしなければその後の処理を進
めることができない。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来技術では、
バス接続装置が有するTLBのエントリ数には必ず物理
的限界が存在するため、DMA処理時に論理DMAアド
レスに一致するエントリが存在しない場合には、TLB
ミス処理としてメモリから該当エントリのデータを取得
してTLBにセットする必要が生じる。この場合、DM
A処理が開始されて入出力バスを介して入出力制御装置
からバス接続装置に対してDMA処理の起動がかかって
初めて論理アドレスがTLBにヒットするか否かを判定
しているために、TLBミス時のオーバーヘッド時間す
べてがミス時の処理時間に計上されてしまう。
【0003】本発明の目的は、プロセッサが論理アドレ
スによるDMA処理の開始を指示してから、バス接続装
置がDMA命令を受け取り、メモリへメモリアクセスを
発行するまでの処理時間において、論理アドレスがバス
接続装置内のTLBにヒットしなかった場合の処理時間
を短縮させることにある。そして、これにより、システ
ム全体の性能を向上させて高速化を図ることを目的とす
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のバス接続装置は、TLBを含み、第1のバス
と第2のバスとを接続し、前記第1のバスにDMA命令
が発行されると前記第2のバスにおいて前記DMA命令
に対応するDMA転送が発行されるのを待つことなく前
記DMA命令に含まれる論理アドレスについて前記TL
Bを索引する。
【0005】また、本発明の他のバス接続装置におい
て、前記TLBの索引の結果、前記論理アドレスが前記
TLBに含まれている場合には当該エントリを読み出
し、前記論理アドレスが前記TLBに含まれていない場
合にはアドレス変換テーブルから該当するエントリを読
み出す。
【0006】また、本発明のバス接続装置は、第1のバ
スと第2のバスとを接続し、論理アドレスから物理アド
レスへの変換を行うTLBと、前記第1のバスにDMA
命令が発行されると当該DMA命令に含まれる論理アド
レスについて前記TLBを索引する索引手段と、この索
引手段において前記DMA命令に含まれる論理アドレス
が前記TLBに含まれていないと判断した場合にアドレ
ス変換テーブルから該当するエントリを読み出して前記
TLBに格納する手段と、前記DMA命令に応答して前
記第2のバスにDMA起動をかける起動手段とを含む。
【0007】また、本発明の他のバス接続装置は、前記
DMA起動に対応したDMA転送が前記第2のバスに発
行されると当該DMA転送に含まれる論理アドレスにつ
いて前記TLBを索引する第2の索引手段を含み、前記
第1の索引手段は前記DMA起動に対応したDMA転送
が前記第2のバスに発行されるのを待つことなく前記T
LBの索引を開始する。
【0008】また、本発明の情報処理システムは、第1
のバスと第2のバスとがバス接続装置により接続された
情報処理システムであって、前記第1のバスは、処理装
置とメモリとを接続し、前記バス接続装置は、論理アド
レスから物理アドレスへの変換を行うTLBと、前記処
理装置が前記第1のバスにDMA命令を発行すると当該
DMA命令に含まれる論理アドレスについて前記TLB
を索引する索引手段と、この索引手段において前記DM
A命令に含まれる論理アドレスが前記TLBに含まれて
いないと判断した場合に前記メモリから該当するエント
リを読み出して前記TLBに格納する手段と、前記DM
A命令に応答して前記第2のバスにDMA起動をかける
起動手段とを含み、前記第2のバスは、前記起動手段に
よるDMA起動に応答してDMA転送を発行する入出力
装置を接続する。
【0009】また、本発明の他の情報処理システムにお
いて、前記バス接続装置は、前記入出力装置が前記DM
A転送を前記第2のバスに発行すると当該DMA転送に
含まれる論理アドレスについて前記TLBを索引する第
2の索引手段をさらに含み、前記第1の索引手段は、前
記入出力装置が前記DMA転送を前記第2のバスに発行
されるのを待つことなく前記TLBの索引を開始する。
【0010】また、本発明のDMA転送方法は、TLB
を含むバス接続装置が第1のバスと第2のバスとを接続
する情報処理システムにおいて、前記第1のバスにDM
A命令が発行されるステップと、前記第1のバスに前記
DMA命令が発行されると前記第2のバスにDMA起動
を発行するのと同時に前記DMA命令に含まれる論理ア
ドレスについて前記TLBを索引するステップと、前記
TLBの索引において前記論理アドレスが前記TLBに
含まれていない場合にはアドレス変換テーブルから該当
するエントリを読み出して前記TLBに格納するステッ
プと、前記第2のバスにおいて前記DMA命令に対応す
るDMA転送が発行されると当該DMA転送について前
記TLBを索引するステップとを含む。
【0011】
【発明の実施の形態】次に本発明のバス接続装置の実施
の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0012】図1を参照すると、本発明の実施の形態で
は、バス接続装置100がシステムバス600と入出力
バス700とを接続して情報処理システムを構成する。
システムバス600には、各種命令を発行する処理装置
200と、メモリ制御装置400とが接続されている。
メモリ制御装置400にはさらにメモリ300が接続さ
れている。入出力バス700には、入出力制御装置50
0が接続されている。
【0013】また、バス接続装置100は、さらにTL
Bヒットミス応答線800によってメモリ制御装置40
0に接続している。
【0014】処理装置200は、システムバス600上
にDMA命令を発行する。このDMA命令発行のための
トランザクションをDMA命令発行トランザクションと
いう。ここで、DMA命令は、入出力制御装置500に
対してDMA処理の起動を指示するDMA起動指示フィ
ールドと、DMA処理によって使用される論理アドレス
を指定する論理アドレスフィールドとを含む。さらに、
DMA起動指示フィールドには、特定の入出力制御装置
500を指定するための入出力バスアドレス情報や、D
MA処理がリードかライトかを示すアクセス種別等が含
まれる。また、論理アドレスフィールドは、バス接続装
置100がTLBヒット/ミスの判定に用いる他に、入
出力制御装置500にも伝達される。
【0015】なお、DMA命令は単一のトランザクショ
ンとして構成されてもよく、また複数のトランザクショ
ンにより一連の処理を構成するようにしてもよい。
【0016】バス接続装置100は、システムバス60
0上のDMA命令を受信し、内部のTLBによって論理
アドレスのヒット/ミス判定を行って、その結果をTL
Bヒット/ミス応答線800によってメモリ制御装置4
00に通知する。また、バス接続装置100は、DMA
命令を解析および変換して入出力バス700上にDMA
起動トランザクションを発行する。また、バス接続装置
100は、システムバス600上のTLB格納トランザ
クションを受信し、これにより内部のTLBを更新す
る。
【0017】ここで、TLB格納トランザクションは、
具体的には論理アドレスと物理アドレスとが対となった
TLBエントリ情報を転送するためのトランザクション
である。但し、他の方法として、TLBミスした時に、
バス接続装置が内部の保持手段によりミスした論理アド
レスを保持しておくこととすれば、TLB格納トランザ
クションとしては物理アドレス情報のみを転送するよう
にしてもよい。
【0018】また、バス接続装置100は、入出力バス
600上のDMA転送トランザクションを受信し、内部
のTLBによって論理アドレスのヒット/ミス判定を行
い、ヒットならばDMA処理を続行し、ミスならばTL
Bデータ転送トランザクションによりTLBが更新され
るのまで処理を停止する。あるいは他の方法として、ミ
スならば処理を中断して入出力制御装置にDMA転送ト
ランザクションをリトライするよう応答するようにして
もよい。
【0019】メモリ制御装置400は、システムバス6
00上のDMA命令発行トランザクションとTLBヒッ
ト/ミス応答線800とを監視する。DMA命令に対応
するTLBヒット/ミス応答がミスならば、そのDMA
命令に含まれる論理アドレス情報よりアドレス変換テー
ブル上の該当するエントリアドレスを生成し、該当エン
トリのデータを読み出してTLB格納トランザクション
としてシステムバス600上に発行する。
【0020】メモリ300は、メモリ制御装置400か
らのアクセスを受け取り、データを記憶したり読み出し
たりする。
【0021】入出力制御装置500は、入出力バス70
0上のDMA起動トランザクションを受信し、これに応
答してDMA転送トランザクションを入出力バス700
へ発行する。
【0022】システムバス600は、DMA命令発行ト
ランザクションやTLB格納トランザクションなどの通
信を行うためのバスである。
【0023】入出力バス700は、DMA起動トランザ
クションやDMA転送トランザクションなどの通信を行
うためのバスである。
【0024】TLBヒット/ミス応答線800は、バス
接続装置100がDMA命令を受信した時に、DMA命
令に含まれる論理アドレスの値がバス接続装置内のTL
Bにヒットしたか否かをメモリ制御装置400に通知す
るための専用線である。
【0025】図2を参照すると、バス接続装置100
は、論理アドレスと物理アドレスの対を格納するTLB
110と、システムバス600上のDMA命令に含まれ
ている論理アドレスフィールドの値を保持するシステム
バス論理アドレスレジスタ120と、システムバス論理
アドレスレジスタ120の値とTLB110から読み出
した値との一致を検出する比較器140と、入出力バス
700上のDMA転送トランザクションに含まれている
論理アドレスフィールドの値を保持する入出力バス論理
アドレスレジスタ130と、入出力バス論理アドレスレ
ジスタ130の値とTLB110から読み出した値との
一致を検出する比較器150と、比較器150の結果に
基づきTLB110の出力を選択する選択器170と、
システムバス600上のTLB格納トランザクションに
含まれている物理アドレスを保持する物理アドレスレジ
スタ160とを含んでいる。
【0026】このバス接続装置100では、システムバ
ス600上のDMA命令発行トランザクションを受信す
ると、DMA命令内の論理アドレスフィールドの値をシ
ステムバス論理アドレスレジスタ120に保持する。こ
のシステムバス論理アドレスレジスタ120に保持され
た論理アドレスは、比較器140によってTLB110
の全てのエントリと比較される。この比較結果は、TL
Bヒット/ミス応答線800によりメモリ制御装置40
0へ通知される。また、バス接続装置100は、入出力
バス700上のDMA転送トランザクションを受信する
と、DMA転送トランザクション中の論理アドレスを入
出力バス論理アドレスレジスタ130に保持する。この
入出力バス論理アドレスレジスタ130に保持された論
理アドレスは、比較器150によってTLB110の全
てのエントリと比較される。この比較結果により、ヒッ
トならば処理を継続し、ミスならばTLB110に該当
エントリが書き込まれるまで処理を待機する。
【0027】また、バス接続装置100は、システムバ
ス600上のTLB格納トランザクションを受信すると
新たなエントリデータをTLB110に格納する。
【0028】TLB110は、例えば、各エントリにお
いて、論理アドレス値を格納するタグ部と、物理アドレ
スを格納するデータ部との対を格納するように構成され
る。この場合、タグ部がヒット/ミス判定に用いられ、
データ部は入出力バス700からのDMA転送トランザ
クションがヒットした後のDMA処理に用いられる。ま
た、システムバス600からのDMA命令がTLBミス
した時には、新しいTLBエントリデータがシステムバ
ス600のTLB格納トランザクションにより送られて
くるので、例えばLRU(Least Recently Used)など
のアルゴリズムを用いて新たなエントリデータを格納す
べきTLBエントリを決定する。また、新たなエントリ
データのタグ部の値としては、ミスした時のシステムバ
ス論理アドレスレジスタ120に保持されている値が格
納されるように構成することができる。
【0029】図3を参照すると、メモリ制御装置400
は、システムバス600上のDMA命令に含まれている
論理アドレスを保持するシステムバス論理アドレスレジ
スタ420と、アドレス変換テーブルのベースアドレス
を保持するベースアドレスレジスタ430と、システム
バス論理アドレスレジスタ420の保持する値とベース
アドレスレジスタ430の保持する値とを加算する加算
器440と、メモリ300から受け取った物理アドレス
を保持する物理アドレスレジスタ450と、バス接続装
置100からヒット/ミス応答800を受け取りメモリ
300へのアクセスを制御するアクセス制御回路410
とを含んでいる。
【0030】メモリ制御装置400は、システムバス6
00上のDMA命令と、TLBヒット/ミス応答線80
0とを常に監視している。システムバス600にDMA
命令が発行されると、そのDMA命令に含まれている論
理アドレスがシステムバス論理アドレスレジスタ420
に保持される。その後バス接続装置100からヒットミ
スであることが信号線800により通知されると、アク
セス制御回路410は加算器440の結果をメモリ30
0に出力させる。そして、メモリ300より対応する物
理アドレスが出力されると、アクセス制御回路410は
物理アドレスレジスタ450にその物理アドレスを保持
させる。この物理アドレスはTLB格納トランザクショ
ンの一部として、システムバス600を介してバス接続
装置100内の物理アドレスレジスタ160に転送され
る。
【0031】なお、ベースアドレスレジスタ430は、
例えばシステムバス上のトランザクションを用いて、処
理装置200からの読出しや更新が出来るようになって
いることが望ましい。
【0032】次に、本発明のバス接続装置の実施の形態
の動作について図面を参照して説明する。
【0033】図4及び図5を参照すると、本発明の実施
の形態における各要素間の関係は、次のようになる。な
お、図4では、各要素間の物理的信号線は全て省略して
いる。まず、T1ステップとして、処理装置200がD
MA命令発行トランザクションを発行すると、これはバ
ス接続装置100及びメモリ制御装置400に受け取ら
れる。これにより、メモリ制御装置400は、DMA命
令内の論理アドレスをシステムバス論理アドレスレジス
タ420に保持する。また、バス接続装置100は、D
MA命令内の論理アドレスをシステムバス論理アドレス
レジスタ120に保持する。
【0034】T2ステップとして、バス接続装置100
はTLB110のヒット/ミスを判定して、その結果を
ヒット/ミス応答としてメモリ制御装置400に報告す
る。この例ではTLB110にミスしたものと仮定す
る。これにより、メモリ300のアドレス変換テーブル
の該当エントリが読み出される。また、バス接続装置1
00は、DMA起動トランザクションを入出力制御装置
500に発行する。
【0035】T3ステップとして、メモリ制御装置40
0は、メモリ300から読み出したエントリデータ、す
なわち絶対アドレス、をTLB格納トランザクションと
してバス接続装置100に出力する。一方、入出力制御
装置500は、DMA転送トランザクションをバス接続
装置100に出力する。
【0036】この動作例からもわかるように、従来は入
出力制御装置からのDMA転送トランザクションを受け
取った後でバス接続装置内のTLBを索引していたもの
を、この実施の形態では処理装置200からDMA命令
発行トランザクションを受け取ると即座に索引すること
により、TLB格納トランザクションを前倒しして処理
することができ、TLBミス時のシステム全体の処理を
高速化できる。
【0037】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よると、処理装置からDMA命令発行トランザクション
が発行された時点でバス接続装置内のTLBを索引する
ことにより、TLBミス時であっても入出力制御装置か
らDMA転送トランザクションが発行された時には既に
必要なアドレス変換対がTLBに格納された状態にする
ことができ、TLBミス時のシステム全体の処理を高速
化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のバス接続装置を含む情報処理システム
の全体図である。
【図2】本発明のバス接続装置の実施の形態のブロック
図を示す図である。
【図3】本発明の実施の形態におけるメモリ制御装置の
ブロック図を示す図である。
【図4】本発明の実施の形態における動作を説明するた
めの図である。
【図5】本発明の実施の形態における動作タイミングを
示す図である。
【符号の説明】
100 バス接続装置 110 TLB 120,420 システムバス論理アドレスレジスタ 130 入出力バス論理アドレスレジスタ 140,150 比較器 160,450 物理アドレスレジスタ 170 選択器 200 処理装置 300 メモリ 400 メモリ制御装置 410 アクセス制御回路 430 アドレス変換バッファベースアドレスレジスタ 500 入出力制御装置 600 システムバス 700 入出力バス

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 TLBを含み第1のバスと第2のバスと
    を接続するバス接続装置において、前記第1のバスにD
    MA命令が発行されると前記第2のバスにおいて前記D
    MA命令に対応するDMA転送が発行されるのを待つこ
    となく前記DMA命令に含まれる論理アドレスについて
    前記TLBを索引することを特徴とするバス接続装置。
  2. 【請求項2】 前記TLBの索引の結果、前記論理アド
    レスが前記TLBに含まれている場合には当該エントリ
    を読み出し、前記論理アドレスが前記TLBに含まれて
    いない場合にはアドレス変換テーブルから該当するエン
    トリを読み出すことを特徴とする請求項1記載のバス接
    続装置。
  3. 【請求項3】 第1のバスと第2のバスとを接続するバ
    ス接続装置において、 論理アドレスから物理アドレスへの変換を行うTLB
    と、 前記第1のバスにDMA命令が発行されると当該DMA
    命令に含まれる論理アドレスについて前記TLBを索引
    する索引手段と、 この索引手段において前記DMA命令に含まれる論理ア
    ドレスが前記TLBに含まれていないと判断した場合に
    アドレス変換テーブルから該当するエントリを読み出し
    て前記TLBに格納する手段と、 前記DMA命令に応答して前記第2のバスにDMA起動
    をかける起動手段とを含むことを特徴とするバス接続装
    置。
  4. 【請求項4】 前記DMA起動に対応したDMA転送が
    前記第2のバスに発行されると当該DMA転送に含まれ
    る論理アドレスについて前記TLBを索引する第2の索
    引手段を含み、 前記第1の索引手段は、前記DMA起動に対応したDM
    A転送が前記第2のバスに発行されるのを待つことなく
    前記TLBの索引を開始することを特徴とする請求項3
    記載のバス接続装置。
  5. 【請求項5】 第1のバスと第2のバスとがバス接続装
    置により接続された情報処理システムにおいて、 前記第1のバスは、処理装置とメモリとを接続し、 前記バス接続装置は、論理アドレスから物理アドレスへ
    の変換を行うTLBと、前記処理装置が前記第1のバス
    にDMA命令を発行すると当該DMA命令に含まれる論
    理アドレスについて前記TLBを索引する索引手段と、
    この索引手段において前記DMA命令に含まれる論理ア
    ドレスが前記TLBに含まれていないと判断した場合に
    前記メモリから該当するエントリを読み出して前記TL
    Bに格納する手段と、前記DMA命令に応答して前記第
    2のバスにDMA起動をかける起動手段とを含み、 前記第2のバスは、前記起動手段によるDMA起動に応
    答してDMA転送を発行する入出力装置を接続すること
    を特徴とする情報処理システム。
  6. 【請求項6】 前記バス接続装置は、前記入出力装置が
    前記DMA転送を前記第2のバスに発行すると当該DM
    A転送に含まれる論理アドレスについて前記TLBを索
    引する第2の索引手段をさらに含み、 前記第1の索引手段は、前記入出力装置が前記DMA転
    送を前記第2のバスに発行されるのを待つことなく前記
    TLBの索引を開始することを特徴とする請求項5記載
    の情報処理システム。
  7. 【請求項7】 TLBを含むバス接続装置が第1のバス
    と第2のバスとを接続する情報処理システムにおいて、 前記第1のバスにDMA命令が発行されるステップと、 前記第1のバスに前記DMA命令が発行されると前記第
    2のバスにDMA起動を発行するのと同時に前記DMA
    命令に含まれる論理アドレスについて前記TLBを索引
    するステップと、 前記TLBの索引において前記論理アドレスが前記TL
    Bに含まれていない場合にはアドレス変換テーブルから
    該当するエントリを読み出して前記TLBに格納するス
    テップと、 前記第2のバスにおいて前記DMA命令に対応するDM
    A転送が発行されると当該DMA転送について前記TL
    Bを索引するステップとを含むことを特徴とするDMA
    転送方法。
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