JPS615358A - デ−タ処理装置 - Google Patents

デ−タ処理装置

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JPS615358A
JPS615358A JP59117111A JP11711184A JPS615358A JP S615358 A JPS615358 A JP S615358A JP 59117111 A JP59117111 A JP 59117111A JP 11711184 A JP11711184 A JP 11711184A JP S615358 A JPS615358 A JP S615358A
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JP
Japan
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memory
data
address
operand
block
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JP59117111A
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Tsutomu Tanaka
勉 田中
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (al  産業上の利用分野 本発明は、バッファメモリと、該バッファメモリに対す
るブロック単位のプリフェッチ機能を有するデータ処理
装置におけるプリフェッチ機能に関する。
超高速のデータ処理を要求され、バッファメモリを備え
たデータ処理装置においては、該バッファメモリをアク
セスして°ノンヒソドの時、主記憶装置から該バッファ
メモリへのデータ転送(ブロックフェッチ)動作は、性
能を低下させる原因の一つであるが、バッファメモリの
容量の制限により、ある程度はやむを得ないものである
。
然しながら、■バッファメモリ内のデータにより、命令
制御部や演算部が動作している時には、主記憶装置との
インタフェース部は使用されていないし、■1度ブロッ
クフェッチ動作に入ると、当該データブロックが主記憶
装置から転送されてくる迄の間、上記命令制御部や演算
部には空き時間が発生する。
上記の、■で示した空きタイミングを使用して、予め必
要と思われるデータをバッファメモリに先取りすること
により、データ処理装置の性能を向上させることができ
ることに着目した効果的なプリフェッチ機能が要望され
ていた。
又、メモリアクセスについては、連続したオペランドデ
ータと共に、命令においても、ある命令をフェッチする
と、以降の命令フェッチは上記命令を含む、あるアドレ
スの範囲内の命令をフェッチすることが繰り返されると
云うプログラムの局所性があり、上記命令を含むデータ
ブロックの次のプロ・ツクをプリフェッチしておくこと
により、処理能力の向上が期待できる。
従って、データ処理装置において、命令制御部からメモ
リ制御部へのフェッチアクセスは、次の2つに大きく分
類できる。
即ち、 +1)命令フェッチや、連続したアドレスのオペランド
フェッチ。
(2111−(不連続なアドレス)のオペランドフェッ
チ。
そして、(1)に対しては、次のデータブロックをプリ
フェッチしておくことにより、バッファメモーリに対す
るヒント率を向上させることができる。
(2)に対しては、後続するメモリアクセスのオペラン
ドデータをバッファメモリに読み取っておくことにより
、当該データ処理装置の性能の向上化が図れる。
こうした面から、メモリアクセスの上記(])、 +2
1の特性を生かしたプリフェッチ機能が要求されていた
。
fb)  従来の技術 バッファメモリを有するデータ処理装置における従来方
式のプリフェッチ機能を第2図によって説明する。
先ず、通常のフェッチ動作については、命令制御部(以
下IUと云う)1よりのフェッチ要求EAGに対応する
フェッチアドレスが、セレクタ2を通して実行アドレス
レジスタ(EAI?) 3に七ン[・され、バッファメ
モリ(BS) 6.及び該へソファメモリ(BS) 6
のアドレス情報を保持しているタグ部(TAG)4をア
クセスする。
タグ部(TAG) 4.及び一致検出回路(1CH> 
5により、バッファメモリ(BS) 6上に、上記フェ
ッチ要求(EAG)に対するデータブロックが存在する
ことが検出された場合、バッファメモリ(BS) 6か
らセレクタ7を通して、当該データが読み出され、上記
フェッチ要求(EAG)が命令の場合には命令ワードレ
ジスタ(tWR) 8にセントされた後、IU 1に送
出され、上記フェッチ要求(EAG)がオペランドフェ
ッチの場合にはオペランドワードレジスタ(OWR)9
にセットされた後、演算部(EU) 10に送出される
。
タグ部(TAG) 4.及び一致検出回路(MCI) 
5により、バッファメモリ(BS) 6上に、上記デー
タブロックが存在しないことが検出された時、上記フェ
ッチアドレスは実行アドレスレジスタ(EAR) 3か
ら実アドレスレジスフ(RAR) 13.主記憶アドレ
スレジスタ(MSAR) ’14を経て、ブロックフェ
ッチ要求と共に主記憶装置(にJ、下MCUと云う)1
5に送出される。
MCII 15から当該フェッチアドレスのデータブロ
ックが転送されてくると、そのデータをバ・/ファメモ
リ(BS) 6に登録し、アドレス情報をタグ部(TA
G) 4に登録するように制御される。
この時、上記データの内、一番最初のものは、バッファ
メモリ(BS) 6に登録されると同時に、バイパス動
作により、命令ワードレジスタ(IWR) 8゜又はオ
ペランドワードレジスタ(OWR) 9にセントされ、
IU 1.又は演算部(EU) 1.0に送出される。
(尚、登録、及びバイパスの為の回路は図示していない
) 次に、プリフェッチ動作については、例えばムーブ命令
のように連続したオペランドデータを必要とする場合に
は、当該ムーブ命令が検出されると、実行アドレスレジ
スタ(IEAR) 3にセントされたオペランドアドレ
スを加算器(INC) 11に送出し、1ブロック分の
アドレス64 (64バイト/ブロツクの時)を加算し
たアドレスをプリフェッチポート(PF PORT) 
16にセットし、セレクタ2を通して実行アドレスレジ
スタ(EAR) 3にセントし、タグ部(TAG) 4
.及び一致検出回路(MC)l) 5により、当該デー
タブロックが、バッファメモリ(BS) 6に存在しな
いことが検出されると、該実行アドレスレジスタ(EA
R) ’ 3のア・ドレスを実アドレスレジスタ(RA
R) 13.主記憶アドレスレジスタ(MSAR) 1
41mして、ブロックフェッチ要求と共に、MCU 1
5に送出し、例えばバッファメモリ(BS) 6と演算
部(EU)10との間でムーブ動作を行っている間に、
該ムーブ動作と並行に、或いは通常のブロックフェ・7
チ動作と並行に、上記プリフェッチの為のブロックフェ
ッチを行ってきた。
(C)  発明が解決しようとする問題点即ち、従来方
式においては、上記のように連続したオペランドデータ
に対してのみ行うと云うような、1つのプリフェッチ機
能だけであるので、プリフェッチが可能なメモリアクセ
スに限りがあり、プリフェッチができる機会が少なく、
バッファメモリを有するデータ処理装置の処理能力を極
限近くまで向上させることができないと云う問題があっ
た。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、メモリアクセスの特性
に着目して、データ処理装置の命令制御部からのメモリ
アクセスを、前記2つの系統に分けて、それぞれのメモ
リアクセスの特徴に適したプリフェッチを行う方法を提
供することを目的とするものである。
(d)  問題点を解決する為の手段 そしてこの目的は、メモリアクセスの内、■命令フェッ
チや、連続したオペランドフェッチのように、該メモリ
アクセスにアドレスの連続性が期待されるメモリアクセ
スに対しては、該アクセスアドレスに1ブロツクのバイ
ト数を加算したアドレスのデータブロックを、バッファ
メモリのデータにより演算部等が動作している時には、
主記憶装置とのインタフェースが空いていることに着目
して、或いは既に、通常のブロックフェッチが行われい
る場合には、該ブロックフェッチ動作と並行して、次の
データブロックを先取りするように、 ■単一のオペランドフェッチに対しては、−変通や。ッ
’a、、、ア、、7□41,3ヤよ、”4M5’ 9 
     ’がバッファメモリに転送されてくる迄の間
、メモリ制御部等は空き時間となることに着目して、後
続するメモリアクセスの先取りを行うように、上記、2
つのケースを検出する手段と1両者を切り替える手段と
を設け、それぞれのケースに対応したプリフェッチ動作
を行う方法を提供することによって達成される。
(el  作用 即ち、本発明によれば、上記■、■で示した2つのケー
スを検出して、それぞれのケースに対応したプリフェッ
チ動作が行われるように制御されるので、バッファメモ
リの機能を最大限走体かすことができ、データ処理装置
の処理能力を向上させることかできる効果がある。
if)  実施例 以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
第1図は本発明の一実施例をブロック図で示したもので
、第2図の従来方式と比較すると明らかなように、本発
明においては、メモリアクセス形態検出部(MAFDE
T) 17の制御信号Sにより、バッファメモリ(BS
) 6に対するプリフェッチ方法を切り替えている所に
特徴がある。
(’a) IU 1からのメモリアクセスが命令フエ・
ノチ。
又は連続したアドレスのオペランドフェッチの場合のプ
リフェッチ動作。
命令フェッチや、ムーブ命令等のオペランドフェッチは
連続したアドレスを連続的にアクセスする為、現在アク
セスしているアドレスのデータがタグ部(TAG) 4
.一致検出回路(MCI) 5 ニよッテ、バッファメ
モリ(BS) 6に存在することが検出されても、当該
アドレスに64バイト (本実施例においては、バッフ
ァメモリ(BS) 6の1ブロツクが64バイトとする
)を加算器(ING) 11で加算したアドレスを、メ
モリアクセス形態検出部(MAFDET) 17の制御
信号Sによってセレクタ12を制御して、プリフェッチ
ポート(PF PORT) ”16にセントし、セレク
タ2を通して、実行アドレスレジスタ(EAI?) 3
にセットし、タグ部(TAG) 4.及び一致検出回路
(MCI)5によって、当該アドレスのデータブロック
がバッファメモリ(BS) 6に存在することが検出さ
れた時には、該プリフェッチ動作を終了し、存在しない
時には、そのアドレスを、プリフェッチのブロックフェ
ッチ要求と共に、実アドレスレジスタ(RAR) 13
.主記憶アドレスレジスタ(MSAR) 14を通して
MCU 15に送出する。
MCU 15からの当該プリフェッチアドレスのデータ
ブロックが転送されてくると、そのデータをバッファメ
モリ(BS) 6に登録し、アドレス情報をタグ部(T
AG) 4に登録して、当該プリフェッチ動作を終了す
る。
この動作は、第2図で説明した通常のブロックフェッチ
動作が行われている場合には、該ブロックフェッチ動作
と並行して行われる。
(b) IU 1からのアクセスが単一(即ち、不連続
なアドレス)のオペランドフェッチの場合のプリフェッ
チ・ ロード命令等のオペランドフェッチは1回のアクセスで
終了する為、次の命令のオペランドフェッチアドレスと
は無関係である為、フェッチアドレスを64バイト加算
したアドレスでプリフェッチを行う上記(a)のような
プリフェッチは意味がない為、本発明においては以下の
ようなプリフェッチを行う。
ある単一オペランドのメモリアクセスにおいて、タグ部
(TAG) 4.及び一致検出回路(MCII) 6に
よって、当該データがバッファメモリ(BS) 6に存
在しないことが検出され、前記(a)で説明した動作に
従って、通常のブロックフェッチ要求力<MCU 11
に送出された場合、当該アドレスのデータがMCU 1
1からバッファメモリ(BS) 6に転送されてくる迄
の間に、上記ブロックフェッチ動作と並行に、後続して
いるオペランドフェッチのアドレスによりプリフェッチ
を行うように制御される。
具体的には、通常のブロックフェッチ要求がl’1cU
llに送出された場合、次にIUIから来ているオペラ
ンドフェッチアドレス(EAG)が実行アドレスレジス
タ(EAR) 3にセットされた時点で、当該アドレス
をメモリアクセス形態検出部(MAFDET) 17か
らの制御信号Sによってセレクタ12を制御し、上記実
行アドレスレジスタ(EAR) 3にセットされたアド
レスを直接〔即ち、加算器(INC) 11で64を加
算することなく〕プリフェッチポート(PP PORT
)16にセントし、そのアドレスをセレクタ2を通して
実行アドレスレジスタ(EAR) 3に送出し、タグ部
(TAG) 4.及び一致検出回路(MCI) ’5に
よって、当該アドレスのデータがバッファメモリ(BS
) 6に存在していることが検出された時、該プリフェ
ッチ動作を終了し、該データが存在しない時には、実行
アドレスレジスタ(EAR) 3のアドレスを、実アド
レスレジスタ(RAR) 13.主記憶アドレスレジス
タ(MSAR) 14を通して、プリフェッチの為のブ
ロックフェッチ要求と共に、MCII 11に送出する
。
MCU 11から当該フェッチアドレスのデータが転送
されてくると、そのデータをバッファメモリ(BS) 
6に登録し、アドレス情報をタグ部(TAG) 4に登
録して、本プリフェッチ動作を終了する。
このように、本発明においては、第2図で説明した通常
のフェッチ動作と、(a)、又は(b)のプリフェッチ
動作が、メモリアクセス形態検出部(MAFDET) 
17からの制御信号Sによって動的に切り替えられて動
作する所に特徴がある。
(a 発明の効果 以上、詳細に説明したように、本発明のデータ処理装置
は、メモリアクセスの内、 ■命令フェッチや、連続したオペランドフェッチのよう
に、該メモリアクセスにアドレスの連続性が期待される
メモリアクセスに対しては、該アクセスアドレスに1ブ
ロツクのバイト数(例えば、64)を加算したアドレス
のデータブロックを、バッファメモリのデータにより演
算部等が動作している時には、主記憶装置とのインタフ
ェースが空いていることに着目して、゛或いは既に、通
常のブロックフェッチが行われいる場合には、該ブロッ
クフェッチ動作と並行して、次のデータブロックを先取
りするように、 ■単一のオペランドフェッチに対しては、−変通常のブ
ロックフェッチ動作に入ると、当該データがバッファメ
モリに転送されてくる迄の間、メモリ制御部等が空き時
間となることに着目して、後続するメモリアクセスの先
取りを行うように、上記、2つのケースを検出する手段
と1両者を切り替える手段とを設け、それぞれのケース
に対応したプリフェッチ動作が行われるように制御され
るので、バッファメモリの機能を最大限走性かすことが
でき、データ処理装置の処理能力を向上させることかで
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例をブロック図で示した図。 第2図は従来方式のプリフェッチ動作を説明する図、で
ある。 図面において、 1は命令制御部(IU)、  2,7.12はセレクタ
。 3は実行アドレスレジスタ(EAR) 。 4はタグ部(TAG)、    5は一致検出回路(M
CH) 。 6はバッファメモリ(BS) 。 8は命令ワードレジスタ(IWR)。 9はオペランドワードレジスタ(OWR) 。 10は演算部(EU)、    11は加算器(ING
)。 13は実アドレスレジスタ(RAR) 。 14は主記憶アドレスレジスタ(MSAR) 。 15は主記憶装置(MCU)。 16はプリフェッチボー) (PF PORT) 。 17はメモリアクセス形態検出部(MAFDET) 。 Sはセレクタ制御信号。 をそれぞれ示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. バッファメモリと、該バッファメモリに対するブロック
    単位のプリフェッチ機能を有するデータ処理装置であっ
    て、命令制御部からメモリ制御部をアクセスする時、命
    令フェッチや連続したアドレスのオペランドフェッチを
    検出する第1の手段と、不連続なアドレスのオペランド
    フェッチを検出する第2の手段とを設け、主記憶装置を
    アクセスして、上記第1の手段によって検出されたメモ
    リアクセスの時は、該アクセスアドレスに1ブロック分
    のアドレスを加算したアドレスでプリフェッチを行い、
    上記第2の手段によって検出されたメモリアクセスの時
    は、当該アクセスに後続するメモリアクセスのプリフェ
    ッチを行う機能を備えたことを特徴とするデータ処理装
    置。
JP59117111A 1984-06-07 1984-06-07 デ−タ処理装置 Granted JPS615358A (ja)

Priority Applications (1)

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JP59117111A JPS615358A (ja) 1984-06-07 1984-06-07 デ−タ処理装置

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JP59117111A JPS615358A (ja) 1984-06-07 1984-06-07 デ−タ処理装置

Publications (2)

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JPS615358A true JPS615358A (ja) 1986-01-11
JPH0361213B2 JPH0361213B2 (ja) 1991-09-19

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ID=14703685

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JP59117111A Granted JPS615358A (ja) 1984-06-07 1984-06-07 デ−タ処理装置

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Cited By (1)

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JPH0361213B2 (ja) 1991-09-19

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