JPS6065358A - Cache control system - Google Patents

Cache control system

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JPS6065358A
JPS6065358A JP58173792A JP17379283A JPS6065358A JP S6065358 A JPS6065358 A JP S6065358A JP 58173792 A JP58173792 A JP 58173792A JP 17379283 A JP17379283 A JP 17379283A JP S6065358 A JPS6065358 A JP S6065358A
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JP
Japan
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resident area
memory
area
address
bits
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JP58173792A
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Hideo Tamura
秀夫 田村
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/0802Addressing of a memory level in which the access to the desired data or data block requires associative addressing means, e.g. caches

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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 decide easily the validity or invalidity of TAG information without providing a valid bit by analyzing the address information corresponding to a non-resident area in the TAG information corresponding to the non-resident area. CONSTITUTION:The accesses are fed simultaneously to a cache memory 2 and a TAG memory 3 by upper bits #8-#15 and lower bits #16-#19 of an address register 10, respectively. Then ''0'' and ''1'' are added to the memories 2 and 3, respectively, at the head of 14 bits of lower addresses #16-#29 to obtain 15 bits. Then an access is fed to the memory 2. The prescribed read data of 4 bytes is outputted by a top bit from an upper resident area 21 and a lower non-resident area 22 when each head bit is ''0'' and ''1'', respectively. While the desired address bits #16-#26 are applied to the memory 3 from the register 10. Then the cache validity of the area 22 is confirmed when the address information #8-#15 contained in the read-out TAG information are coincident with the upper addresses #8-#15 of the register 10.

Description

【発明の詳細な説明】 (1,)発明の技術分野 木兄13’J C1−: =X−yツシュメモリの中を
常駐領域と非鹿駐領吠とに分71すし、しかも′、・δ
駐領域は主メモリと1対1に対しIニさせることにより
 TAG情報をもだ11ることなく、非常駐領域にのみ
TA(1情報をもたLj’ 7’jギ一ヤツシユ制御方
式に関するものである。
[Detailed description of the invention] (1,) Technical field of the invention 13'J C1-: =
By making the parking area one-to-one with the main memory, the TAG information is not lost, and only the non-resident area has TA (Lj'7'j gear information). be.

(2ン従来技術と問題点 従来、キャッシュメモリは主メモリに対して多用する命
令またはデータを保持しておき、主メモリに代シ直接高
速アクセスするi:j、li能をもつ。
(2) Prior Art and Problems Conventionally, a cache memory stores frequently used instructions or data in the main memory, and has i:j, li capabilities for directly accessing the main memory at high speed.

キャッシュメモリはTAG情報を用いて主メモリとの間
でデータの授受が行なわれる。キャッシュメモリはマイ
クロ命令の使用形態から使用頻度の高いエリアは當にキ
ャッシュ上に11□″1′かないと性能低下が大きくな
ってし貰う。従ってキャッシュメモリを常駐領゛域と非
常駐領域とに分割する必要が生じる。この場合、常駐領
域に対してはキャッシュメモリと主メモリを1対1に対
応させることにより、TAG悄イ゛(4が不要となシ、
非常駐領域に対応する’I’AGJj7報のみとしてハ
ード」1tを減少させている。
Data is exchanged between the cache memory and the main memory using TAG information. Due to the way microinstructions are used in the cache memory, if the frequently used areas are not placed on the cache, the performance will be greatly degraded.Therefore, the cache memory is divided into a resident area and a non-resident area. In this case, by creating a one-to-one correspondence between the cache memory and the main memory for the resident area, TAG ease (4 is unnecessary) can be achieved.
Hardware 1t is reduced by only reporting 'I'AGJj7 corresponding to non-resident areas.

しかしこの場合、主メモリからキャッシュメモリに初期
ロードが行なわれたか否かを判定する手段や、ある領域
を無効にしだい場合の手段が問題となる。これに対して
はTAG情報内に有効か無効かを示すバリッドピットを
設けることにより対処している。なお、常駐領域はTA
G (’rr 114をもたないから別途提案が行なわ
れている。しかし、TA(]情報中にバリッドピットを
もたせることなしに同等の臣能をI!Iることはハード
ウェア鼠を減少させる効、!1−がある。
However, in this case, the problem is how to determine whether or not an initial load has been performed from the main memory to the cache memory, and how to invalidate a certain area. This is dealt with by providing a valid pit in the TAG information to indicate whether it is valid or invalid. Note that the resident area is TA
A separate proposal has been made because G (does not have 'rr 114. However, I!I of the equivalent function without having a valid pit in the TA () information will reduce the hardware error. There is an effect, !1-.

(3)発明の目的 木兄9tJの目的ζ」1、キャッシュメモリ中を常駐領
1・1シと非常駐領域とに分割し、かつ’I’AG情報
を非常Ql−領1或に対応するもののみをもたせたキャ
ッシュ制御力式において、TAG情報内にバリッドピッ
トを設けることなく、非常駐領域のある領域が有効かf
H(、r、効かを容易に判定することのできるキャッシ
ュ制御方式を提供することでちる。
(3) Purpose of the inventionPurpose of the invention In the cache control force formula that has only
This is achieved by providing a cache control method that can easily determine the effectiveness of H(,r).

(4)発明の(1“り成 前記目的介′、:F、i成するため、本発明のキャッシ
ュ制い11方式(」、キャッシュメモリの中を常駐領域
と非常月二領1或とに分割し、かつ常駐領域は主メモリ
と1 交J 1に対応させることによりTAG債報をも
たせることなく、非常駐領域にのみTAG情報をもたせ
た。ヤーヤツシュ制御方式において、非常駐領域に対応
するi”AO情報相中キャッシュメモリ中の非常駐領域
に対応するアドレス情報を解析することによって非常駐
領域の’I’AG情報の有効、熱動を10定することを
特徴とするものである。
(4) In order to achieve the invention (1), the cache management method (11) of the present invention is divided into a permanent area and an emergency area (1). By dividing the area and making the resident area correspond to the main memory, TAG information is provided only in the non-resident area without having TAG information. This method is characterized by determining the validity and thermal fluctuation of the 'I'AG information in the non-resident area by analyzing the address information corresponding to the non-resident area in the cache memory during the information phase.

(5)発明の実施例 t81図0、木兄1jrJの原理説tyj図である。(5) Examples of the invention t81 Figure 0 is a principle theory tyj diagram of Kien 1jrJ.

同図は、キャッシュメモリ2における常駐領域21と非
常駐領域22の配分と、デーメを授受(ムーブイン/ム
ーブアウト)する主メモリ1の構成と、′1゛AG3の
4n成を実例について示したものである。すなわち、キ
ャッシュメモリ2において、アドレス(ゴに13−#l
:15)二〇〇+e (’#8−IN5ビットが16進
表示でオール0を意味する)の時を常駐領域に対応させ
、(41:8−IN5 )’vODt6の時を非常駐領
域に対応させ、かつ両領域の配分を等分とする。そして
、16進表示で主メモリ1のアドレス”[][JO[]
〜F F F F ”の641(バイト領域は、キャッ
シュメモリ2の常駐領域21へ初期ロードされた後はム
ーブアウトされず常にキャッシュメモリ上に存在する。
The figure shows an actual example of the distribution of the resident area 21 and non-resident area 22 in the cache memory 2, the configuration of the main memory 1 for sending and receiving data (move-in/move-out), and the 4n configuration of '1''AG3. be. That is, in the cache memory 2, the address (13-#l)
:15) 200+e ('#8-IN5 bit means all 0 in hexadecimal notation) corresponds to the resident area, and (41:8-IN5)'vODt6 corresponds to the non-resident area. and divide the distribution of both areas equally. Then, in hexadecimal notation, the address of main memory 1 “[][JO[]
641 (The byte area is not moved out after being initially loaded into the resident area 21 of the cache memory 2 and always exists on the cache memory.

また主メモv、1のアトl/ ス1000i1−FFF
FFFについては、従来のキャッシュ方式またはバッフ
ァ方式と同様に制η(11され、非常駐領域22で定義
される64に〕(−f )の/11i’(,1・・番へ
名プローツク32バイト単位でムーブイン/ムーブアウ
トされ、この1勺合主メモリ1とキーヤツシュメモリの
間でTAGメモリ6の情報によυアドレスの確認が行な
われる。
Also, main memo v, 1 at l/s 1000i1-FFF
As for FFF, similarly to the conventional cache method or buffer method, the control η(11, to 64 defined in the non-resident area 22)](-f)'s /11i'(,1,...) is executed in units of 32 bytes. The data is moved in/moved out, and the υ address is confirmed between the main memory 1 and the keypad memory using the information in the TAG memory 6.

ここで、従来1’AGメモリろには、前述のように、’
1’AGの有効か無効かを示す);リッドピットを設け
、主メモリからキャッシュメモリ2に初期ロードが行な
わJしたか否かを判定し、またあるブロックを無効にし
たいfよ)汗に用いていたが、本発明では上h12のよ
うに、片ヤツシュメモリ2を常駐領域と非常Hgpt・
1゛(1成とに等分割したf1゛9成から?ffられる
アドレスの四係を利用することによシ、このバリッドピ
ットを削除したものである。
Here, in the conventional 1'AG memory, as mentioned above, '
1' Indicates whether AG is valid or invalid); I want to provide a lid pit, perform an initial load from main memory to cache memory 2, determine whether or not, and invalidate a certain block. However, in the present invention, as shown in h12 above, one side memory 2 is used as a permanent area and an emergency Hgpt.
This valid pit is removed by using the four columns of the address obtained from the f1 (9 components), which are equally divided into 1 (1 and 1 components).

)“なわら、非常駐領域ヘロードされる領域は常にアド
レス(’l!8−#H5)=01tn FF1sとなシ
、0016は存在しない。そこで非常駐領域に対応する
TAG11ソ報中にfJL]+iを除外したキャッシュ
メモリ中の非常駐’?1戦に対応する(41:(3#H
5)=01u+ FF+aの何れかをもだ、毬、アクセ
ス時のアドレスとの一致を検出することによりX TA
G !’r’f 相中にノ(リッドピットを設けないで
も同等の効果をイ(Iるようにしたものである。
)"The area loaded into the non-resident area is always at the address ('l!8-#H5)=01tnFF1s, and 0016 does not exist. Therefore, fJL]+i is written in the TAG11 information corresponding to the non-resident area. Non-resident '? in the excluded cache memory corresponds to 1 game (41: (3#H
5) If any one of =01u+FF+a is selected, XTA is detected by detecting a match with the address at the time of access.
G! The same effect can be obtained without providing a lid pit in the 'r'f phase.

第2図は上述の原理に従う木兄jJJの実施例の41・
1〕戊説明図である。
FIG. 2 shows 41.
1] This is an explanatory diagram.

同図において、キャッシュメモリ2は第1図で説明した
ように、常駐領域21と非常駐領域22とに等分割する
。TAGメモリ3はキャッシュメモリ2の非常駐領域2
2の各ブロックに対応するTAG情報としてキーヤツシ
ュメモリの非常駐領域のアドレス情報(#8−#15 
)を用意する。従来、これに加えて対応するブロックが
有効か無効かを示すバリッドピットを有したが、本発明
では除去する。なおP。。
In the figure, the cache memory 2 is equally divided into a resident area 21 and a non-resident area 22, as explained in FIG. TAG memory 3 is non-resident area 2 of cache memory 2
The address information (#8-#15
). Conventionally, in addition to this, there was a valid pit indicating whether the corresponding block was valid or invalid, but this is removed in the present invention. Furthermore, P. .

P、はパリディピットである。P is paridipit.

これらのキャッシュメモリ2とTAG 3に対し、それ
ぞれアドレスレジスタ10の」三位ピッ)(#L8−#
15)と下位ピット(#16−#29)により同時にア
クセスする。すなわち、上位アドレス(4L8−111
5)を領域判定回路11に入れ、”=(DO)+o(t
t8〜#15がオール0)であれば常駐領域と判定し、
〜(U IJ ) +6<p8〜1116がオール0で
ない)ならば非’r:’r Q a”l ”Qと”I’
U ′)’rlする。そし−r 下rlk 7 トL/
 ス(fl:16=I+29)の14ピツトの頭に前者
に対し°υ″を付し↑す、1?に対し”ビを4XJシて
15ビツトとして、キャッシュメモリ2をアクセスする
。先υ「婁ピットにより、”11”ならば上部の常駐領
域21かも、”1”ならば−1部の非常駐/iil或2
2から所定の4バイトのリードフ゛−りを出力する。一
方、アドレスレジスタ10からの必す°!、なアドレス
ビット(#目6−ll:26)をTAGメモリ乙に入れ
、アクセスにより読出されたTAG(1部1号′14内
のアドレス情報(#t8−宥゛15〕がアドレスレジス
タの上(i7’アドレス(#l:8−1NS )と一致
すると、非?lj’ I!’I ’p・il、12i1
422のキャッシュの有効性が確詔される。
For these cache memory 2 and TAG 3, address register 10's 3rd position pin) (#L8-#
15) and lower pits (#16-#29) at the same time. In other words, the upper address (4L8-111
5) into the area determination circuit 11, and ``=(DO)+o(t
If t8 to #15 are all 0), it is determined that it is a resident area,
~(U IJ ) +6<p8~1116 are not all 0), then non-'r:'r Q a"l "Q and "I"
U')'rl. Soshi-r 下rlk 7 トL/
The cache memory 2 is accessed by adding °υ'' to the beginning of the 14th bit of the bit (fl:16=I+29) for the former, and for 1?, set the bit by 4XJ to make it 15 bits. If it is "11", it may be the upper permanent area 21, or if it is "1", it may be -1 part of the non-resident area/iil or 2.
2 to output a predetermined 4-byte read return. On the other hand, the required ° from address register 10! , the address bits (#6-ll:26) are placed in the TAG memory B, and the address information (#t8-Yu15) in the TAG (Part 1, No. 1'14) read by access is stored in the address register. (If it matches i7' address (#l:8-1NS), non?lj'I!'I'p・il, 12i1
The validity of the 422 cache is ensured.

そし°C1領域判定回路11から(”OOJが検出され
k lI:? &J、非常駐領域22のキャッシュはイ
ンバリツ+”rを)ることを示す。
Then, the C1 area determination circuit 11 indicates that ("OOJ is detected k lI:? &J, cache in non-resident area 22 is invalid +"r).

(6)発明の効果 以上バ)a明したように、本発明によれば、キャッシュ
メモリの非常駐領域に対応するTAG情報中相中ャッシ
ュメモリ中の非常駐領域に対応するアドレス17T報を
もだせ、アクセス峙のアドレスとL’A(]情報中のア
ドレスとの一致を検出することにより、非常駐領域が有
効か無効かを’、rAG ’li’j報中にノ相中ッド
ビットを設けることなく容易に判定できる。これにより
’、[”、AGメモリ」11−を有効に減少するのに役
立つものである。
(6) Effects of the Invention and More B)a) As explained above, according to the present invention, the address 17T information corresponding to the non-resident area in the cache memory can be obtained during the TAG information corresponding to the non-resident area in the cache memory, and the access By detecting a match between the address of the remote area and the address in the L'A () information, it is possible to easily determine whether the non-resident area is valid or invalid, without providing a phase add bit in the rAG 'li'j information. This helps to effectively reduce the AG memory 11-.

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

第1図は不発り]のλ9理説j3+’1図、2n 2図
は本発明の実施15’!lの]jケ成説明図であり、図
中、ikl:主メモリ、2はキャッシュメモリ、21は
常駐領域、22は非常駐領域、ろはTAGメモリ、61
はブロック対応領域、10はアドレスレジスタ、11は
領域判定回路、12t」、比軟回路を示す。 111d′「出川1人富士通f1ζ式会社復代理人 弁
理士 11 坂 着 型 梁1図 第2図
Figure 1 is a non-fire] λ9 theory j3+'Figure 1, 2n Figure 2 is implementation 15' of the present invention! This is an explanatory diagram of the J structure of l, in which ikl is the main memory, 2 is the cache memory, 21 is the resident area, 22 is the non-resident area, and 61 is the TAG memory.
is a block corresponding area, 10 is an address register, 11 is an area determination circuit, and 12t'' is a soft circuit. 111d' ``Degawa 1 person Fujitsu f1ζ type company sub-agent patent attorney 11 Saka Arrival Type beam 1 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 jl、:さIL−ることにより’I’A(1情報をもだ
せることなく、非′ホ駐(i1’i J哉にのみTAG
情報をもたせたキャッシュi1i’J u・11方式に
卦いて、非常駐領域に対応するTAGA相情報中′帛ル
ト領域に対応するアドレス情報を解析J−ることによっ
て、非常駐領域のTAG情報の有効。 無効を判定することを特徴とするキャッシュ制御方式。
[Claims] jl,:IL- allows 'I'A (1 information to be produced without being able to produce TAG only for non-'ho resident (i1'i
In addition to the cache I1i'Ju.11 method, the TAG information in the non-resident area is validated by analyzing the address information corresponding to the default area in the TAGA phase information corresponding to the non-resident area. A cache control method characterized by determining invalidity.
JP58173792A 1983-09-20 1983-09-20 Cache control system Granted JPS6065358A (en)

Priority Applications (1)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS559201A (en) * 1978-06-30 1980-01-23 Fujitsu Ltd Buffer memory control system
JPS5619571A (en) * 1979-07-23 1981-02-24 Nec Corp Buffer memory unit

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