JPS5996584A - Information processing device - Google Patents

Information processing device

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JPS5996584A
JPS5996584A JP57205768A JP20576882A JPS5996584A JP S5996584 A JPS5996584 A JP S5996584A JP 57205768 A JP57205768 A JP 57205768A JP 20576882 A JP20576882 A JP 20576882A JP S5996584 A JPS5996584 A JP S5996584A
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JP
Japan
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cache memory
data
cache
address
register
Prior art date
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Pending
Application number
JP57205768A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Urata
浦田 光二
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5996584A publication Critical patent/JPS5996584A/en
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F13/00Interconnection of, or transfer of information or other signals between, memories, input/output devices or central processing units

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent interruption of processing cycle of instruction processed in parallel with block load by writing data in a cash memory in byte width twice as large as byte width in which data are read out from a main memory to a cash writing register. CONSTITUTION:A cash writing register 1071 reads out data having width of N bytes from a main memory 106 when mishit is generated in a cash memory, and writes data of width of 2N bytes in the cash memory 105. Accordingly, data of N-byte width read out from the main memory 106 are stored temporarily in the register 1071 until it becomes data of 2N-byte width. Consequently, temporarily storing time S is raised between timing t6 and t7, and t8 and t9. Accordingly, it becomes possible to process memory read cycle R of instruction 4 which is in parallel with block load cycle M between timing t6 and t7 simultaneously, and processing cycle C4 of instruction 4 is completed at timing t9.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明−キャッシュメモリ制御4作置を備えた情報処理
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an information processing apparatus equipped with a cache memory control system.

(従来技術) 従来におけるこの種の佇f報処理装置はキャッシュメモ
リと、キャッシュメモリ制御回路と、キャッシュ■込み
レジスタと、書込み指示制御回路とを具備して構成され
ていた。キャッシュメモリけ主記憶装置の複数の情報ブ
ロックデータの写しを備え、主記憶装置の代わりに中央
処理装置との間で情報の授受を行なうものである。キャ
ッシュメモリ制御回路は中央処理装置によって要求され
たアドレスがキャッシュメモリに登録されているか否か
をチェックし、登録されている場合にはキャッシュメモ
リに読出しを指示し、登録されていない場合にはミスヒ
ツトとして主記憶装置にブロックロード要求を送出する
ものである。キャッシュ書込みレジスタはブロックロー
ドを行うときに上記44章装置から読出してきたN(正
整数)バイト1幅のデータをバッファリングし、キャッ
シュメモリに書込むものである。書込み指示制御回路は
キャッシュメモリ制御回路からの書込み指示を受け、キ
ャッシュメモリにキャッシュ調造みレジスタからのデー
タを書込むようにキャッシュメモリに指示するものであ
る。
(Prior Art) A conventional status information processing device of this type has been configured to include a cache memory, a cache memory control circuit, a cache write register, and a write instruction control circuit. The cache memory is provided with copies of a plurality of information block data in the main memory, and exchanges information with the central processing unit instead of the main memory. The cache memory control circuit checks whether the address requested by the central processing unit is registered in the cache memory, and if it is registered, instructs the cache memory to read it, and if it is not registered, a miss is detected. It sends a block load request to the main memory as follows. The cache write register buffers N (positive integer) byte 1-width data read from the above-mentioned Chapter 44 device when performing a block load, and writes it into the cache memory. The write instruction control circuit receives a write instruction from the cache memory control circuit and instructs the cache memory to write data from the cache adjustment register into the cache memory.

次に、従来例について図面を参照して詳細に説明する。Next, a conventional example will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は従来の情報処理装置の一例を示すブロック図で
あり、第2図にtflW1図に示す従来例の一動作例ヲ
説明するタイミング図である。中央処理装置1011−
j:信号線1を介してキャッシュメモリ制御回路103
を随時起動し、キャッシュメモリ105をアクセスしな
がら一連の命令を実行している。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a conventional information processing apparatus, and FIG. 2 is a timing diagram illustrating an example of the operation of the conventional example shown in FIG. tflW1. Central processing unit 1011-
j: Cache memory control circuit 103 via signal line 1
is activated at any time and executes a series of instructions while accessing the cache memory 105.

この命令の実行過程においては、命令の実行とデータや
命令の準備とを並行して行うことによって全体として命
令の実行を高速化できるが、このために命令の先稍りを
行わなくてれ[なら々い。命令の先取りは信号線1によ
り中央処理語+R101からキャッシュメモリ105が
アクセスされていないときに行われる。まず命令先取り
回路102は信号線2によりキャッシュメモリ制御回路
103を起動し、キャッシュメモリ105をアクセスし
て、キャッシュメモリ105からデータili!i!1
1を通して命令をり一ドデータ切換回路10Bを経由し
て読出す。続いて命令先取り回路102の内部にあるイ
ンストラクションバッファ121にバッファリンク[2
ておくことによシ行われる。インストラクションノくツ
ファ121にバッファリングされた命令は、第2図に示
す命令2の処理サイクルC2のように中央処理装置10
1の内部の命令デコーダにより取出され、そこで命令デ
コードサイクルD、アドレス旧算ザイクルA、メモリリ
ードサイクルR2実行ツイクルE、および実行結果をメ
モリに書込むための格納サイクルWの順に処理されてい
く。従来、高速処理を行う大型a計算機へ多くは、上記
り、A、R。
In the instruction execution process, the execution of the instruction and the preparation of data and instructions are performed in parallel, which speeds up the execution of the instruction as a whole. Ranarai. Prefetching of an instruction is performed when the cache memory 105 is not accessed from the central processing word +R101 via the signal line 1. First, the instruction prefetch circuit 102 activates the cache memory control circuit 103 via the signal line 2, accesses the cache memory 105, and reads data ili! from the cache memory 105. i! 1
1, the command is read out via the first data switching circuit 10B. Next, a buffer link [2
This is done by keeping it. The instructions buffered in the instruction buffer 121 are sent to the central processing unit 12 as shown in the processing cycle C2 of instruction 2 shown in FIG.
1, and is processed in the following order: instruction decode cycle D, address decrement cycle A, memory read cycle R2 execution cycle E, and storage cycle W for writing the execution result into memory. Conventionally, most of the large-scale A computers that perform high-speed processing are the above-mentioned A and R.

E、Wの各サイクルに対応した処理装置を具備し、全体
として一つの中央処理装置を構成している。
It is equipped with processing units corresponding to each cycle of E and W, and constitutes one central processing unit as a whole.

命令やデータはそれぞれの処理サイクルを1航次流れて
処理されて行くが、これらの命令やデータ1各処理装置
を途切れることなく流れてゆく。91’、’ 2図にお
いて、・命令2の処理サイクルC2と命令3の処理サイ
クルC3とにより示されるように、それぞれの処理が並
行して進んで行く。このような処、埋置式をパ・イブラ
インと呼んでいる。
Commands and data are processed by passing through each processing cycle once, but these commands and data flow through each processing device without interruption. 91',' In FIG. 2, as shown by the processing cycle C2 of instruction 2 and the processing cycle C3 of instruction 3, each process proceeds in parallel. This kind of place, the burial type, is called a pie brine.

さて、以上の説明は中央処理装置101こ要求さJする
メモリアドレスが常にキャッシュメモリ105に登録さ
れているという萌提条件に立ってなされているが、いわ
ゆるミスヒツトが発生することがある。
Although the above explanation has been made on the assumption that the memory address requested by the central processing unit 101 is always registered in the cache memory 105, so-called misses may occur.

中央処理装置101はキャッシュメモリ制御回路103
に対して要求するメモリアドレスへのアクセスを促すが
、キャッシュメモリ制御回路103でtIi最初に要求
されたメモリアドレスがキャッシュメモリ105に登録
されているか否かをチェックする。登録されていれば上
述の説明どおりの手順で処理されて行くが、もし登録さ
れていなければミスヒツトを起す。そこで、キャッシュ
メモリ制御回路103はイ言++紳5を通して霜込み指
示制御回路104にブロックロード実行の指示を送出し
、同時に信号線6を介して上記if(装置106をアク
セスする。キャッシュメモリ105は複数のページに1
7分され、これらのページ(ハ)さらにそれぞれが複数
語からなるブロックに分けられている。主記憶装置10
6でe−を以後のヒツト率を高めるため、ブロックロー
ドサイクルを実行する。すなわち、中央処理装置101
によシ要求されたメモリアドレスから始まる1ブロック
サイズ分のメモリアドレスデータをキャッシュ店込みし
ジスタ107によってバッフ゛アリングしながらデータ
信号線9,10を介してキャッシュメモリ105の内部
の1ブロック分にNバイト11Qgで■込む。このとき
、リードデータ切換回路108 ):J、キャッシュメ
モリ制御回路103からの指示をデータ信号線4を介し
て受取り、データ信号線10と信号線12とを接続する
。このため、ブロックロードと並行してキャッシュ書込
みレジスタ107からのデータを直接中央処理装屑10
1に転送でき、ブロックロードな行った後に改めてキャ
ッシュメモリ105から必要なデータを取出すという操
作が省ける。ここで、信号1ilii13ハキヤツシユ
メモリ105の読出し信号のための信号線、信号線1は
キャッシュメモリ105の書込み信号のだめの信号線、
信号線8はキャッシュ引込みレジスタ107の書込み信
号のための信号線である。
The central processing unit 101 has a cache memory control circuit 103
The cache memory control circuit 103 first checks whether the requested memory address is registered in the cache memory 105 at tIi. If it is registered, it will be processed according to the procedure described above, but if it is not registered, a mishit will occur. Therefore, the cache memory control circuit 103 sends an instruction to execute a block load to the frosting instruction control circuit 104 through the input line 5, and at the same time accesses the if(device 106) via the signal line 6. 1 for multiple pages
These pages (c) are further divided into blocks, each consisting of multiple words. Main storage device 10
In step 6, a block load cycle is executed for e- in order to increase the subsequent hit rate. That is, the central processing unit 101
One block size worth of memory address data starting from the requested memory address is stored in the cache, and N bytes are stored in one block inside the cache memory 105 via the data signal lines 9 and 10 while being buffered by the register 107. Enter ■ with 11Qg. At this time, the read data switching circuit 108) receives an instruction from the cache memory control circuit 103 via the data signal line 4, and connects the data signal line 10 and the signal line 12. Therefore, in parallel with block loading, data from the cache write register 107 is directly transferred to the central processing unit 10.
1, and the operation of retrieving necessary data from the cache memory 105 after block loading can be omitted. Here, the signal line 1 is a signal line for a read signal of the cache memory 105, and the signal line 1 is a signal line for a write signal of the cache memory 105.
Signal line 8 is a signal line for a write signal of cash draw register 107.

第2図において、タイミングt2 とL3 との間のア
ドレス引算サイク〜Aで割出されたメモリアドレスに対
してミスヒツトが発生し、ブロックロードサイクルMに
よるターンアラウンドタイムYだけの待時間の後に主記
憶装置106からキャッシュ書込みレジスタ107ヘデ
ータが書込まれる。
In FIG. 2, a miss occurs to the memory address determined by the address subtraction cycle ~A between timings t2 and L3, and after a wait time of turnaround time Y due to the block load cycle M, the main Data is written from the storage device 106 to the cache write register 107.

書込み動作はタイミングt5とt6 との間においてS
Kよシ表わされている。タイミングt6とt6  との
間でキャッシュ書込みレジスタ107へ書込まれたデー
タが、タイミングt6 とt7との間の朝間にキャッシ
ュメモリ105へ憂1込まれる。
The write operation is performed at S between timings t5 and t6.
K is represented. Data written to cache write register 107 between timings t6 and t6 is written to cache memory 105 in the morning between timings t6 and t7.

これをして表わしておくが、これと同時に、次のデータ
が主記憶装置106からキャッシュ114込みレジスタ
107へ■、込まれる。この場合には、タイミングt6
からタイミングtinの101間にキャッシュメモリ1
05への書込み操作が行われるため、中央処理装置10
1からキャッシュメモリ105へのアクセスはできない
。したがって、命令1の処理サイクルC1に続く命令の
処理サイクルのうちでブロックロードサイクルMに並行
する命令4のメモリリードサイクルRはタイミングt6
からタイミングtlOまでにわたって待たされることに
なり、命令4の処理サイクルC41タイミングt13で
終了する。
To express this, at the same time, the following data is loaded from the main memory 106 to the register 107 in the cache 114. In this case, timing t6
Cache memory 1 between 101 and timing tin
Since the write operation to 05 is performed, the central processing unit 10
1 cannot access the cache memory 105. Therefore, among the processing cycles of instructions following the processing cycle C1 of instruction 1, the memory read cycle R of instruction 4 that is parallel to the block load cycle M is at timing t6.
The process ends at timing t13 of the instruction 4 processing cycle C41.

以上説明したように、このような従来方式の構成におい
てUミスヒツトが発生した場合のブロックロードサイク
ルの間には、キャッシュメモリが拘束されるため、中央
処理装置からのアクセスが不可能になり、命令の処理時
間が長く々るという欠点がある。
As explained above, in such a conventional configuration, when a U miss occurs, the cache memory is constrained during the block load cycle, making it impossible for the central processing unit to access it, and the instruction The disadvantage is that the processing time is long.

(発明の目的) 本発明の目的は主記憶装置からキャッシュ店込みレジス
タに読出すバイト幅の2倍のバイト幅でキャッシュメモ
リにデータを書込むように構成することにより、ミスヒ
ツトが発生したときにもキャッシュメモリがキャッシュ
書込みレジスタに拘束されてい々い空時間を捻出し、こ
れによってブロックロードと並行して処理されている命
令の処理ザイクルの中断を防ぐようにした情報処理装置
を提供することにある。
(Objective of the Invention) The object of the present invention is to write data to the cache memory in a byte width twice the byte width read from the main storage device to the cache storage register, so that when a miss occurs, Another object of the present invention is to provide an information processing device in which a cache memory is bound to a cache write register to free up idle time, thereby preventing interruption of the processing cycle of instructions being processed in parallel with block loading. be.

(発明の構成) 本発明による1)〒報処理装置はキャッシュメモリと、
キャッシュメモリ制御回路と、キャッシュ書込みレジス
タと、」込み指示制御回路とを具11ifi して構成
したものであるが、内部の構成が従来方式とは異なる、
すなわち、キャッシュメモリは牢記憶装f6の複数の情
報ブロックロードのlf:、 l、を備λ−2主記憶装
置の代わりに中央処理装置1′7との間で情報の授受を
行うものである。キャッシュメモリ制御回路は、中央処
理装置?イにより要求されたアドレスがキャッシュメモ
リに登録されているか否かをチェックし、登録されてい
わ津1:キャッシュメモリにるものである。キャッシュ
書込みレジスタに、ブロックロード時に主記憶装置から
読出されて@たN(tF整数)バイト幅のデータ語を一
時記憶し、必要な時にキャッシュメモリに書込む2Nバ
イト幅の容M°を有するものである。71込み指示制御
回路はキャッシュメモリftjl! ff1ll k′
Il路からの杓込み指示を受け、主記憶装置からキャッ
シュ引込みレジスタに読出されたデータ語が偶藪酢地で
あるときには次の番地の内容もキャッシュ書込みレジス
タに読出し、2Nバイト幅のデータが擢1つたところで
キャッシュメモリに書込み指示を送出し、奇数酢地であ
るときには次のデータを待たずにキャッシュメモリへ)
11込むようにキャッシュ11込みレジスタとキャッシ
ュメモリとに指示を与えるものである。
(Structure of the Invention) According to the present invention, 1) the information processing device includes a cache memory;
This system is composed of a cache memory control circuit, a cache write register, and a write instruction control circuit, but the internal configuration is different from the conventional system.
That is, the cache memory is equipped with multiple information block loads lf:, l of the prison storage device f6, and exchanges information with the central processing unit 1'7 instead of the λ-2 main storage device. . Is the cache memory control circuit a central processing unit? Check whether the requested address is registered in the cache memory or not. The cache write register has a capacity M° of 2N bytes, which temporarily stores a data word of N (tF integer) bytes wide read from the main memory when a block is loaded, and writes it to the cache memory when necessary. It is. 71 included instruction control circuit is cache memory ftjl! ff1ll k'
When the data word read from the main memory to the cache draw register upon receiving a write instruction from the Il path is a random line, the contents of the next address are also read to the cache write register, and 2N byte wide data is selected. Sends a write instruction to the cache memory at one point, and if it is an odd number, the data is sent to the cache memory without waiting for the next data)
This command gives an instruction to the cache 11 register and the cache memory to load the cache 11.

(実施例) 次に本発明の2j17@例について1シ[而をり1lj
4シて肝?用に言兇明する。
(Example) Next, regarding the 2j17@ example of the present invention, 1.
Is 4shi the liver? Explain the purpose.

会r1,3図i+: * ’6&明に、t: ル(’F
f?13#LFIV、e fi’j 〕−″+tフ+t
フイj:ブロック回で=F)す、卯4図に1汀’、 3
1’+’l &こ示す一宋7ii1i例のil′T11
角を4J、i明−するタイミング図である。
Meeting r1, 3 figure i+: * '6 & light, t: le ('F
f? 13#LFIV,e fi'j 〕-''+tfu+t
Fij: block times = F), rabbit 4 figure 1 ', 3
1'+'l &il'T11 of Isong 7ii1i example shown here
It is a timing diagram for changing the angle to 4J, i.

さら(で、第5財1t1、犬ヤッシュ71込みレジスタ
と。
Furthermore, 5th goods 1t1, Inu Yash 71 included register.

憂1)込み指示flt制御回路と、キャッシュメコf−
りとの部分の一実施例を示す11体的回路図であり、m
′I、6図ど第7図どt−1第5図の回路の動作存−示
1/こV)のタイミング1シ1である。すなわち、第6
図(l;1ブロツクロード開始アドレスが佃V番地の場
合、第7図しtブロックロード開始アドレスが奇99番
地の91合の小11作タイミングをそれぞれ示す図であ
る。
Concern 1) Included instruction flt control circuit and cashmeco f-
11 is a circuit diagram showing an example of the part of the
'I, Figure 6 and Figure 7 are t-1. That is, the sixth
When the block load start address of FIG. 7 is the address of Tsukuda V, FIG.

第3図のキャッシュ居込みレジスタ1071け咋ヤツシ
ュメモリにミスヒツトが発生した場合にtま牢記惰装間
106からNバイトの11?Xを有するデータをKI「
出し、キャッシュメモリ105に対して2Nバイトの幅
のデータを;〆I込む。したがって、主記憶装置106
から読出(〜たNバイト幅のデータは2Nバイト1いの
データになる神で、キャッシュ書込みレジスタ1071
の内部に一11Jr l妃憶される。このため、第4図
に示−rよう1・(二、一時記憶時間Sがタイミングt
6 と t7との間、お、1:びタイミングL8 とL
9との間[J3出できろようになり、この期■ηに1キ
ヤツシユメモリ105(r↓キャッシュ宵込みレジスタ
1071に拘束されない、したがって、ブロックロー1
ザイクルMに並行する命令4のメモリリードザイクルI
(を、タイミングts トtyとの間でブロックロー1
ザイクルMと同時に並行して処理することが可能となっ
たため、命令4の処理ザイクルC4It:fタイミング
上9で終了する。従来技術によれV、1″、第2図に示
す」、うに同じ命令4の処理ヤイクルC4&;tタイミ
ングt13で終了しているので、命令4の処理ザイクル
C4に関しては4タイミング分だけ短縮されたことにな
る。ここで、データ信号線10a、10b(rl:それ
ぞれNバイト幅のデータ信号を転送するためのものであ
り、リードデータ切換回路1081によりデータ信号線
10a、10b、11のうちのいずれかが選択される。
If a miss occurs in the memory of the cache register 1071 shown in FIG. KI “
Then, data with a width of 2N bytes is loaded into the cache memory 105. Therefore, main memory 106
Read from the cache write register 1071 (~N byte wide data becomes 2N byte 1 data)
111 Jr. is remembered inside. For this reason, as shown in FIG.
Between 6 and t7, O, 1: and timing L8 and L
9 [J3 can now be issued, and in this period ■η 1 cache memory 105 (r ↓ is not bound to the cache evening register 1071, therefore, block row 1
Memory read cycle I of instruction 4 parallel to cycle M
(, block low 1 between timing ts and ty)
Since it is now possible to process cycle M in parallel, processing cycle C4It:f of instruction 4 ends at 9 on timing. According to the prior art, as shown in FIG. 2, the processing cycle C4 of instruction 4 ends at timing t13, so the processing cycle C4 of instruction 4 is shortened by 4 timings. It turns out. Here, the data signal lines 10a, 10b (rl: each is for transferring a data signal of N byte width, and one of the data signal lines 10a, 10b, 11 is selected by the read data switching circuit 1081. Ru.

ここで、信号線4a妊り一ドデーク切換回路1081の
切換信号である。
Here, it is a switching signal of the signal line 4a output switching circuit 1081.

次に、第5図、第6図、第7図とについて詳細に説明す
る。データ紳9aけ主記憶装置106からのデータをキ
ャッシュ書込みレジスタ10711 。
Next, FIG. 5, FIG. 6, and FIG. 7 will be explained in detail. Data register 9a caches data from main memory 106 to write register 10711.

10712に格納する。信号線13上の信号は、キャッ
シュメモリ制御回路103により発生し、キャッシュ書
込みレジスタ10711.10712およびキャッシュ
メモリ105のデータ簀込みイ計号となる。信号線19
上の信号はキャッシュメモリ制御回路103により発生
する膚込みアドレス信号であり、アドレス切換回路10
9を介してアドレスレジスタ110にセットされる。ま
た、アドレス信号に、アドレスカウントアツプ回路11
1をス由って増分される。信号線27上の信号に、アド
レス切換回路109のだめの切換信号で、キャッシュメ
モリ制御回路103により発生する。信号線20上の信
号dアドレス(□り開回路109の最下位ビット信号で
あり、信号線23−J:のイへ号にアドレスレジスタ1
10の出力信号である。信号線21上の信号アドレスレ
ジスタ110のh3F位ビットを除いた残りのビット信
号である。イバ号糺128゜30上の信号は、キャッシ
ュメモリ?li制御回路103により発生するキャッシ
ュメモリ105のたメツデータ引込みM’(’ ”I’
 (M Rテf’> 6゜(r’i ”i i!i! 
16上の信号はキャツンユメモリ制徊1回路103によ
り発生し、痺ヤツシュメモリ105のためのデータ書込
みタイミングパルス発生用イハ+)である。
10712. The signal on signal line 13 is generated by cache memory control circuit 103 and serves as a data entry signal for cache write registers 10711, 10712 and cache memory 105. Signal line 19
The upper signal is an address signal generated by the cache memory control circuit 103, and the address switching circuit 10
9 is set in the address register 110. In addition, the address count up circuit 11 is applied to the address signal.
It is incremented by 1. The signal on signal line 27 is a switching signal of address switching circuit 109 and is generated by cache memory control circuit 103 . The signal d address on the signal line 20 (□ is the least significant bit signal of the open circuit 109, and the address register 1 is connected to the number A of the signal line 23-J:
10 output signals. These are the remaining bit signals excluding the h3F bit of the signal address register 110 on the signal line 21. Is the signal on Iba No. 128°30 a cache memory? Data retrieval M'('``I'' of the cache memory 105 generated by the li control circuit 103
(M Rtef'>6゜(r'i ”i i!i!
The signal on 16 is generated by the memory control 1 circuit 103 and is a signal for generating a data write timing pulse for the memory 105.

第6図にブロックロード開始アドレスが(fi!+ K
A番地の場合の動作タイミング図であり、第5(シ[の
各信号線の動作に対応したタイミング図である。第7図
はブロックロード開始アドレスが奇E’JM地の場合の
同様のタイミング図である。
In Figure 6, the block load start address is (fi!+K
This is an operation timing diagram for the case of the A address, and a timing diagram corresponding to the operation of each signal line of the fifth (S). FIG. 7 is a similar timing diagram for the case where the block load start address is an odd E'JM address. It is a diagram.

以下に、第6図と第7図とを幻照しながら第5図の動作
の説明をする。ブロックロード時にに、主記憶装置10
6からデータ線9aを介してデータが転送され、信号線
19を介し7てブロックロード開始アドレスが送出され
る。本実施例で141このときに信号線27がイイ号線
19を選択している。
The operation of FIG. 5 will be explained below while referring to FIGS. 6 and 7. When loading a block, the main memory 10
Data is transferred from 6 through data line 9a, and a block load start address is sent out through signal line 19 through 7. In this embodiment, the signal line 27 selects the A line 19 at this time.

第6図ならびに第7図では、信号線27の状態が% 1
Nのときに信号線19が選択され、信号線27の状態が
% 01のときに信号線24が1′4シ択されている。
In FIGS. 6 and 7, the state of the signal line 27 is % 1
When the state is N, the signal line 19 is selected, and when the state of the signal line 27 is %01, the signal line 24 is selected.

ブロックロード開始アドレスが偶数番地の場合には、信
号線20上の信号の状襲気0〃となり、信号純13上の
データ書込み伊丹と第3のゲート133からのインバー
タ出カイへ号純25上の信号とにより第2のゲート13
2でANI)Φ件が成立し、キャッシュ書込みレジスタ
10711のデータ111込み信号線14上の44号の
状す11が−11となり、メモリデータが格納される。
If the block load start address is an even address, the state of the signal on the signal line 20 becomes 0, and the data is written on the signal line 13 and the inverter outputs from the third gate 133 on the signal line 25. The second gate 13
2, the ANI) Φ condition is established, the state 11 of No. 44 on the data 111 input signal line 14 of the cache write register 10711 becomes -11, and the memory data is stored.

(?+′t’ 61yaにおける1、  とt3との間
のタイミングを$1iQo)信号線14上の信号の状態
が% l〃トfzることにより第4のゲート134を介
して信号線IT上の信号の状態が−1〃となり、2T遅
延回路112が起動される。(f、11,6図における
t2とt3 との間のタイミングを参照。)本実施例で
は、ブロックロード開始アドレスが偶数番地の場合に(
E?号紐線2B30上の信号の状態は共に気INである
。(第6図におけるt2 とtllとの間のタイミング
を参照。)2T遅延回路112の出力は信号線18を介
して送出され、現タイミングでは状態が気O〃であるた
め、第5お上び氾6のゲート135,136のANDφ
件が成立せず、キャッシュメモリ川込み信号i−i悄号
N29,31上で状i?力い0〃であり、キャッシュメ
モリ105にキャッシュ″f1込みレジスタ1071の
内容は書込まれない。(第6図におけるも2 とt3 
との間のタイミングヲ苧照1p次のタイミングでは、信
号線2γが信号線24を選択するようにアドレス切換回
路10aがfl:!I御される。(第6図におけるt3
 とt4 との間のタイミングを参照。)アドレスレジ
スタ110に附アドレス信号線22を介してブロックロ
ード開始アドレスがセットされる。伊丹# 20−1:
のイ、1号の状IJ44ま気1 fとなり、この信号と
14J13のゲー l−133の正出力から信号線26
を介して送出式れる信号とで第1のゲート131により
AND条件が成立し、キャッシュ書込みレジスタのデー
タ利潤み451号が482号I’d 15 J二で蟻 
1 #となってメモリデー゛−夕が(名納される。以上
により、キャッシュ店4込みレジスタ10711.10
712にデータが柵体まれる。
(?+'t' 1 at 61ya, the timing between The state of the signal becomes -1, and the 2T delay circuit 112 is activated. (Refer to the timing between t2 and t3 in Figures f, 11 and 6.) In this embodiment, when the block load start address is an even number address (
E? The states of the signals on the line 2B30 are both IN. (See the timing between t2 and tll in FIG. 6.) The output of the 2T delay circuit 112 is sent out via the signal line 18, and since the state is O at the current timing, the fifth ANDφ of gates 135 and 136 of flood 6
condition is not established, and the status i? The power is 0, and the contents of the cache "f1 register 1071 are not written to the cache memory 105. (Mo2 and t3 in FIG.
At the next timing, the address switching circuit 10a selects the signal line 24 so that the signal line 2γ selects the signal line 24. I will control you. (t3 in Figure 6
See the timing between and t4. ) A block load start address is set in the address register 110 via the associated address signal line 22. Itami #20-1:
1, the state of No. 1 IJ44 becomes 1 f, and from this signal and the positive output of 14J13 game l-133, the signal line 26
An AND condition is established by the first gate 131 with a signal sent out via
1 #, and the memory data is (nominated).As a result, the cash store 4-inclusive register 10711.10
Data is stored in 712.

さらに、次のタイミングで、アドレスカウントアツプ回
路111によってブロックロード開始゛アドレスに+1
だけ増分されたアドレスがアドレスレの18号は再び気
0〃となり、上記と回41if〈にギャッシュW↑込み
レジスタ10711に新しいデータが71込プれる。ま
た、このタイミングで21遅i4回路11201h力の
状態が−17となシ、上記のように信号線28.30上
の信号の状態は鳩1〃である。したがって、第5および
第6のゲート135゜136によりAND条件が成立し
、キャッシュメモリ105のデータ書込み信号線29.
31上の信号の状態がへ11となる。したがって、キャ
ッシュ書込みレジスタIQ711に新しいデータが書込
壕れると同時に、それまでキャッシュ書込みレジスタ1
0711に書込まれていたデータは、キャッシュ書込み
レジスタ10712の内容とともにキャッシュメモリ1
05に書込まれる。上記のルIJ作を繰り返すことによ
り、ブロックロードが実行される。ブロックロードが終
了すると、信号線27により信号線19が選択されるよ
うにアドレス切換回路109が制御され、信@糾13,
28゜30上の信号の状態は%0#となる。(第6図妊
おけるtloとtllとの間のタイミングを参照。)次
に、ブロックロード開始アドレスが右t9番地の場合を
考えてみると、ブロックロードが開始するときには信号
線20上の信号の状9、目は寮1〃となり、キャッシュ
6fL込みレジスタ10712に最初にデータが書込ま
れる。(第7図におけるL2  とt3 との間のタイ
ミングを参照。)次のタイミングでアドレスがカウント
アツプされ、信号純2o上の48号の状態は気0〃とな
り、キャッシュ店込みレジスタ10711にデータが碧
込まれる。(第7図におけるt3とt、4との間のタイ
ミングをね照。)さらに、このタイミングでキャッシュ
書込みレジスタ10712のデータのみがキャッシュメ
モリ105に引込まれる。このため、現タイミングで2
1遅延回路112の出力の状態が電工〃となるようにキ
ャッシュメモリ制御回路103けブロックロードが開始
されるIT(タイミング)前に信号線16上の信号の状
態を−IIにする。(第7図における11 とt2との
間のタイミングを参照。)!!た、現タイミングにより
キャッシュ書込みレジスタ10712のデータのみをキ
ャッシュメモリ105に■込むようにキャッシュメモリ
制御回路103は信号線2B上の信号の状態を11 g
 /Lにすると共に、信号線30上の信号の状態を一1
〃にする。(第7図におけるt3とt4 との間のタイ
ミングを参照。)この制御によシ第5および第6のゲー
ト135,136のうち、第6のゲート136のみによ
りAND条件が成立シ2、キャッシュ書込みレジスタ1
0712のデータがヤーYツシュメモリ105に書込ま
れる。
Furthermore, at the next timing, the address count up circuit 111 starts the block load.
Address No. 18, whose address is incremented by 1, becomes 0 again, and new data 71 is pulled into the Gash W↑-include register 10711 at the above and times 41if. Also, at this timing, the state of the 21 delay i4 circuit 11201h is -17, and the state of the signal on the signal line 28.30 is 1 as described above. Therefore, the AND condition is established by the fifth and sixth gates 135 and 136, and the data write signal line 29.
The state of the signal on 31 becomes 11. Therefore, at the same time new data is written to cache write register IQ711, cache write register 1
The data written in 0711 is stored in cache memory 1 along with the contents of cache write register 10712.
Written to 05. Block loading is executed by repeating the above IJ operation. When the block load is completed, the address switching circuit 109 is controlled by the signal line 27 so that the signal line 19 is selected, and the
The state of the signal above 28°30 will be %0#. (See the timing between tlo and tll in Figure 6.) Next, consider the case where the block load start address is address t9 on the right. When the block load starts, the signal on signal line 20 is In state 9, the number is dormitory 1, and data is first written to the cache 6fL register 10712. (Refer to the timing between L2 and t3 in FIG. 7.) At the next timing, the address is counted up, the state of No. 48 on the signal net 2o becomes 0, and the data is stored in the cash store register 10711. It's blue. (See the timing between t3 and t,4 in FIG. 7.) Furthermore, only the data in the cache write register 10712 is pulled into the cache memory 105 at this timing. Therefore, at the current timing, 2
The state of the signal on the signal line 16 is set to -II before IT (timing) when the cache memory control circuit 103 starts block loading so that the state of the output of the delay circuit 112 becomes -II. (See the timing between 11 and t2 in Figure 7)! ! In addition, the cache memory control circuit 103 changes the state of the signal on the signal line 2B to 11g so that only the data in the cache write register 10712 is written into the cache memory 105 according to the current timing.
/L, and also change the state of the signal on the signal line 30 to 11.
to 〃. (See the timing between t3 and t4 in FIG. 7.) With this control, the AND condition is satisfied only by the sixth gate 136 among the fifth and sixth gates 135 and 136. write register 1
The data of 0712 is written into the data storage memory 105.

次のタイミングで、信号線20上の信号の状態は% 1
1となシ、キャッシュ書込みレジスタ10712に新た
なデータが引込まれる。(第7図におけるE4とt5と
の間のタイミングを参照。)さらに、次のタイミングで
、信号線20上の信号の状態は気0〃となり、キャッシ
ュ引込みレジスタ10711に新たなデータが引込まれ
ようとする。
At the next timing, the state of the signal on the signal line 20 is % 1
1, new data is pulled into the cache write register 10712. (See the timing between E4 and t5 in FIG. 7.) Furthermore, at the next timing, the state of the signal on the signal line 20 becomes 0, and new data will be drawn into the cash draw register 10711. shall be.

(第7図におけるt5 とt6との間のタイミングを参
照。)このときには2T遅延回路112の出力の状8は
亀1〃となるが、信号i!1128.30上の信号の状
態は共に% lNに制御されているため、第5および爪
6のゲート135,136によりAN、D!件が成立し
、キャッシュ書込みレジスタ10711に新しいデータ
が宍込まれる。これと同時に、それまでキャッシュ店込
みレジスタ10711に町込寸わていたデータd、キャ
ッシュ書込みレジスタ10712の内容とともにキャッ
シュメモリ115にV)適寸れる。斯くしてブロックロ
ードが続けられるが、最後にキャッシュ引込みレジスタ
10711にデータが書込まれるとブロックロードが終
了する。(第7図におけるto  とtl、。
(See the timing between t5 and t6 in FIG. 7.) At this time, the output state 8 of the 2T delay circuit 112 becomes 1, but the signal i! Since the states of the signals on 1128.30 are both controlled to % IN, AN, D! The condition is satisfied, and new data is written into the cache write register 10711. At the same time, data d, which had been previously stored in the cash register 10711, is stored in the cache memory 115 along with the contents of the cache write register 10712. The block load continues in this manner, but when the data is finally written to the cache pull register 10711, the block load ends. (to and tl in Figure 7.

との間のタイミングを参照。)このデータは第7図にお
けるtllとtl2との間のタイミングでキャッシュメ
モリ105に書込まれる。このとき、キャッシュ書込み
レジスタ10711の内容のみがキャッシュメモリ10
5に彷込まれるように、■込み指示制御回路1141に
より信号線28の信号の状f14がL’l 1 //に
され、信号線30上のイ菖3)の状態が気0〃にされる
See timing between. ) This data is written to the cache memory 105 at a timing between tll and tl2 in FIG. At this time, only the contents of the cache write register 10711 are stored in the cache memory 10.
5, the state of the signal f14 on the signal line 28 is changed to L'l 1 // by the insertion instruction control circuit 1141, and the state of the irises 3) on the signal line 30 is changed to 0. Ru.

本実施例においてに、上記のようにしてブT】ツクロー
ドが実行さ第1るが、イ【号it#F29,31+のキ
ー\・ソシュメモリ裏込入イト1号が第6図で6丁t 
;イミングt2−t4 +j!l  to +j7  
”[1+’9− jl。
In this embodiment, the first load is executed as described above, but the key number F29,31+ and the number 1 of the memory backloading is 6th in FIG.
;Imming t2-t4 +j! l to +j7
"[1+'9- jl.

の間のタイミングに中断され、第7図でし71タイミン
グj2  F rF  第61j6−t7 rF  第
9の間のタイミングに中断される。この間、中央処理装
置101からキャッシュメモリ105へのアクセスが可
能となる。
In FIG. During this time, the central processing unit 101 can access the cache memory 105.

(発明の効果) 本発明には以上説明したように、キャッシュ書込みレジ
スタにより主記憶装置からMP、出されるバイト幅と同
じバイト幅でキャッシュメモリにデータを引込む代わり
に、主記憶装置から読出すバイト幅の2倍のバイト幅で
データを書込むことのできるように構成することにより
、ミスヒツトが発生したときにもキャッシュメモリがキ
ャッシュ引込みレジスタに拘束されない空時間が捻出さ
れるようになり、ブロックロードと並行して処理されて
いる命令の処理ザイクルの中断を防ぐことができるため
、これによって命令処理時間も著しく旬縮できるという
効果がある。
(Effects of the Invention) As explained above, the present invention has a byte that is read from the main memory instead of pulling data into the cache memory in the same byte width as the MP and output from the main memory by the cache write register. By configuring the data to be written in a byte width twice the width, even when a miss occurs, free time is created where the cache memory is not tied to the cache pull register, and the block load Since it is possible to prevent interruption of the processing cycle of instructions being processed in parallel, this has the effect of significantly shortening the instruction processing time.

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

第1図は従来の情報処理装置17の一例を示すブロック
ト1である。 第2図&′iげ1,1図しこ示す41〜報処理装置K1
の動作を示すタイミング図である。 第3図は本発明による情報処理装置の一実施例を示すブ
ロックト1である。 第4図は嶋3図に示す情報処理装置の動作を示すタイミ
ング図である。 第5図は本発明による第3図の情報処理装置におけるキ
ャッシュ書込みレジスタと、書込み指示制御回路と、キ
ャッシュメモリとの詳細を示すブロック図である。 第6図と第7図とは第5図の回路部分の動作タイミング
の詳細を示すものであυ、第6図はブロックロード開始
アドレスが偶数番地の場合、第7図はブロックロード開
始アドレスが奇数番地の場合の動作タイミングをそれぞ
れ示す図である。 101・・・中央処理装置 102・・・命令先取シ回路 103−@・キャッシュメモリ制御回路104.104
1  ・・・橢込み指示制御回路105・・・キャッシ
ュメモリ 106・・・主記憶装置 107.1071,10711,10712・・・参−
キャッシュ書込みレジスタ ioa、ioa1・・・リードデータl;II換回路1
09・−・アドレス切換回路 110・9・アドレスレジスタ 111・拳eアドレスカウントアツプ回路112・・Φ
2T遅延回路 121・参・インストラクションバッファC1〜C4・
911命令処理ザイクル M 、 J) 、 A 、 R、E 、 W 、 Y 
、 S 、 L −−−−・・処理の内容 X II e @キャッシュアクセス不”] 時間1〜
31,4a、9a、10a、10b*e*・・・信号#
;1 特許出願人 日本電気株式会社 代理人 弁理士 九 ノ ロ   壽 才1図 才2図 A’ 3図 ス・4図 第5図 オ6図
FIG. 1 is a block diagram 1 showing an example of a conventional information processing device 17. As shown in FIG. Figure 2 &'iage 1, Figure 1 shows 41 - Information processing device K1
FIG. 2 is a timing chart showing the operation of FIG. FIG. 3 is a block diagram 1 showing an embodiment of the information processing apparatus according to the present invention. FIG. 4 is a timing diagram showing the operation of the information processing apparatus shown in FIG. FIG. 5 is a block diagram showing details of the cache write register, write instruction control circuit, and cache memory in the information processing apparatus of FIG. 3 according to the present invention. Figures 6 and 7 show the details of the operation timing of the circuit part in Figure 5. Figure 6 shows the case where the block load start address is an even address, and Figure 7 shows the case where the block load start address is an even address. FIG. 7 is a diagram illustrating operation timings in the case of odd addresses. 101...Central processing unit 102...Instruction prefetch circuit 103-@cache memory control circuit 104.104
1... Penetration instruction control circuit 105... Cache memory 106... Main storage device 107, 1071, 10711, 10712... See-
Cache write register ioa, ioa1...read data l; II conversion circuit 1
09.--Address switching circuit 110.9.Address register 111.Fist e address count up circuit 112..Φ
2T delay circuit 121・instruction buffer C1~C4・
911 instruction processing cycle M, J), A, R, E, W, Y
, S, L -----...Processing details
31, 4a, 9a, 10a, 10b*e*...Signal #
;1 Patent Applicant NEC Co., Ltd. Agent Patent Attorney

Claims (1)

【特許請求の範囲】 主記憶装置の複数の情報ブロックデータの写しを備えて
主記憶装置の代わりに中央処理装置との間で情報へ授受
を行うためのキャッシュメモリと。 前記中央処理装置により要求されたアドレスが前記キャ
ッシュメモリに登録されているか否かをチェックし、登
録されていれば前記キャッシュメモリに対して読出しの
指示を送111シ、登録さねていなければミスヒツトと
して前記主記憶装置にブロックロード要求を送出するた
めのキャッシュメモリtltll 111回路と、前記
ブロックロードを<−jうときに前記牢記1意装置から
阿売出されてきたN(正整数)バイト幅のデータ語を一
時記憶しておき、必g 1ときに前記キャッシュメモリ
に皐)込むための2Nバイト幅の容量を備えたキャッシ
ュ別込みレジスタと、前HOキャッシュメモリ制御回路
からの店込み指示を受けて前記牢記憶装ffJから前記
キャッシュ書込みレジスタに読出されたデータ語のアド
レスが偶数番地であるときにC1次の番地の内容も前記
キャッシュ書込みレジスタに読、出し、2Nバイト幅の
データが’tii1つたところで前記キャッシュメモリ
に対する書込みを前記キャッシュ書込みレジスタと前記
キャッシュメモリとに指示し、奇わ番地であるときには
次のデータを待たずに前記キャッシュメモリに対してギ
1込みをt′〒うよう前記キャシュ書込みレジスタと前
記キャッシュメモリドに指示するための書込み指示IN
+御1i’il路とケ二より構成した情報処理装置。
[Scope of Claims] A cache memory that is provided with copies of a plurality of information block data in a main memory and that exchanges information with a central processing unit instead of the main memory. It is checked whether the address requested by the central processing unit is registered in the cache memory or not, and if it is registered, a read instruction is sent to the cache memory (111), and if it is not registered, a miss is detected. a cache memory tltll 111 circuit for sending a block load request to the main storage device, and a cache memory tltll 111 circuit for sending a block load request to the main storage device, and an N (positive integer) byte width A separate cache register with a capacity of 2N bytes for temporarily storing data words and loading them into the cache memory when necessary, and receiving loading instructions from the previous HO cache memory control circuit. When the address of the data word read from the prison storage device ffJ to the cache write register is an even address, the contents of the address next to C1 are also read and output to the cache write register, and the 2N byte wide data is 'tii1. At this point, the cache write register and the cache memory are instructed to write to the cache memory, and when the address is an odd address, the data is written to the cache memory without waiting for the next data. write instruction IN for instructing the cache write register and the cache memory register;
An information processing device consisting of +Go1i'ilro and Ken2.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61177557A (en) * 1985-02-01 1986-08-09 Nec Corp Control system for cache memory
JPS61228540A (en) * 1985-04-01 1986-10-11 Nec Corp Cache memory control system
JPH02207351A (en) * 1989-02-03 1990-08-17 Digital Equip Corp <Dec> Method and apparatus for increasing data storage rate of computer system in which width of data path is predetermined

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